[發明專利]硫鐵礦型石英巖制備光伏玻璃用低鐵石英砂的方法及酸洗提純裝置

有效

• 申請號: 201310279400.6
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103382087A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 田輝明
• 申請（專利權）人: 田輝明
• 主分類號: C03C1/02
• 分類號: C03C1/02
• 代理公司: 黃石市三益專利商標事務所 42109
• 代理人: 瞿暉

技術領域

本發明屬于非金屬礦深加工技術領域，具體涉及一種硫鐵礦型石英巖制備光伏玻璃用低鐵石英砂的方法及酸洗提純裝置。

背景技術

隨著人類社會的不斷發展和科學技術的不斷進步，以石油、煤炭、天然氣為代表的一次能源在日漸減少，而其價格卻持續高漲，且這些一次能源在使用過程中均會對環境造成很大的破壞，為此全世界范圍內正在發生一場能源結構的深刻變革。太陽能作為一種最清潔、可持續使用的新型能源正扮演著非常重要的角色，太陽能光伏發電項目為各國政府大力支持發展的朝陽產業。作為太陽能光伏電池的關鍵部件之一的光伏超白玻璃基板，其透光率的高低直接影響到太陽能電池光電轉換效率的高低，從而關系到光伏發電的使用性和經濟性問題。要確保光伏超白玻璃的透光率在91.3%以上，就必須解決生產光伏超白玻璃的主要原料低鐵石英砂（SiO₂≥99.0%,Fe₂O₃≤0.010%）生產工藝技術及裝置問題。

以唐山金信世達硅業有限公司的石英石礦山為例，其礦石中有少量含有黃色、銅綠色、黑色的結晶硫鐵礦物雜質。該礦物雜質一般都呈大小不一的顆粒分布在石英礦石的外表面或被包裹在石英礦石的內部，被包裹在石英礦石內部的硫鐵礦物雜質，在人工選礦過程中難以發現，而且該雜質礦物有一個顯著的特性：無磁性、易碎，一旦它流入加工程序后，就會在礦石制砂的過程中被碎成很多粒徑細小的顆粒混雜在石英砂粒中難以除去，以致影響到該類礦石的深加工價值和企業的整體效益。

經檢索，目前用硫鐵礦型石英巖礦制備玻璃工業用石英砂的方法，如中國發明專利公開號為CN101967037A，CN101940975A?，CN101940976A等，均是將經破碎、篩分、磁選、后的礦物采用浮選或者機械擦除的辦法分離出其中的硫鐵礦物，而用浮選或者機械擦除的辦法處理得到的石英砂純度均達不到制備太陽能光伏玻璃用低鐵石英砂中SiO₂≥99.0%,Fe₂O₃≤0.010%的要求。因此，如何科學合理地開發和利用好有限的石英礦產資源，開發出一種含硫鐵礦型石英巖制備太陽能光伏玻璃用低鐵石英砂的先進制備技術及裝置，使之質量穩定且能大規模化的生產，以滿足太陽能光伏玻璃行業對低鐵石英砂的需求，是目前石英砂深加工行業的一項極其緊迫的課題和任務之一；國家工信部也為此在2012年1月4日把研發太陽能光伏玻璃用低鐵石英砂的先進制備技術及裝備，列為《新材料產業十二五重點產品目錄》之中。

發明內容

本發明的目的就是提供一種工藝先進、裝置設計科學合理、操作方便、自動化程度高、生產量大、產品質量穩定、生產成本低的硫鐵礦型石英巖制備光伏玻璃用低鐵石英砂的方法及酸洗提純裝置，以實現低鐵石英砂的規模化大生產，達到科學、合理地開發和利用含硫鐵礦型石英巖礦物資源來提升企業的經濟效益和社會效益。

本發明的硫鐵礦型石英巖制備光伏玻璃用低鐵石英砂的方法，包括以下步驟：

（1）將礦山上選好的含硫鐵礦型石英巖礦石清洗后破碎至粒徑≤25mm，濕法制砂，將制好的砂漿經磁選、重力分選后篩分，收集24～120目砂漿再進行精洗、重力分選、磁選后脫水，進行下一步驟操作；

（2）將上步脫水后的砂子送入酸洗提純裝置的酸洗罐中，砂子加滿酸洗罐后人工找平砂面，打開儲酸罐閥門和耐酸泵控制開關，混合酸液經換熱器加熱后從酸洗罐底部緩慢加入酸洗罐中，當酸液從酸洗罐上部的溢流槽流入沉砂池時，調節酸泵的變頻器控制酸液流量大小，使酸洗罐內的砂粒作上下翻滾運動，酸液從沉砂池上部回流管流入酸泵入口端的輸酸管時，關閉儲酸罐閥門，開始循環加熱酸洗，經過1.5～2.5小時，混合酸液溫度達到75～90℃后，保溫循環酸洗3～4小時，酸洗完畢后開啟真空裝置脫除酸液回收套用，砂子用清水洗滌至pH=7后脫水，即得低鐵石英砂，經檢測，該低鐵石英砂中SiO₂≥99.5%,Fe₂O₃≤0.010%；所述混合酸液為質量分數為10%的硝酸和質量分數為10～20%氟硅酸按體積比為1∶1混合制成。若想再提高低鐵石英砂的純度等級，可將所述低鐵石英砂再用去離子水或電子級純水精洗烘干后再用光電色選機色選，即可達到預期目的。

本發明中所述濕法制砂是用棒磨機進行濕法棒磨制砂。

本發明中所述磁選是用磁場強度為3000～15000高斯的磁選機進行磁選，所述重力分選是用跳汰機或螺旋溜槽或選礦搖床中的任意一種或兩種組合；所述磁選、重選可根據選別效果重復一次或兩次或多次。