[發明專利]一種以脈石英為原料制備高純石英砂的方法

在審

• 申請號: 202010728414.1
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111874915A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 李育彪;肖蘄航;柯春云;王志杰
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C01B33/12
• 分類號: C01B33/12
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 黃君軍

本發明公開了一種以脈石英為原料制備高純石英砂的方法，包括如下步驟：(1)將脈石英原礦經過磁選除雜，得到非磁性產物；(2)非磁性產物經稀鹽酸溶液酸洗，得到脈石英精礦；(3)將脈石英精礦調成礦漿，將礦漿的pH調至2～4，再向礦漿中加入十二胺進行浮選處理；(4)浮選后的脈石英精礦在700～1100℃下焙燒5～11h，焙燒完畢后，對脈石英精礦進行水淬處理；(5)將焙燒水淬處理后的脈石英精礦與浸出液混合，進行熱壓浸出處理，熱壓浸出溫度為220～280℃，熱壓浸出時間為4～8h，所述浸出液為硫酸溶液和氯化銨溶液的混合液。本發明的方法能得到純度較高的石英砂，且制備過程中不使用氫氟酸，對環境友好。

技術領域

本發明屬于非金屬礦物加工提純技術領域，具體涉及一種以脈石英為原料制備高純石英砂的方法。

背景技術

石英(quartz)，化學式為SiO₂，是一種重要的非金屬礦物材料，普通石英砂常用于陶瓷、玻璃及玻璃制品等。而高純石英(high purity quartz)，SiO₂含量≥99.9％，因具有優異的熱性能、光學性能和電學性能等，被廣泛用于光纖通信、航空航天、軍工、電子技術等領域，隨著電子信息技術的飛速發展，超高純石英材料顯得越來越重要。高純石英砂對SiO₂含量要求高，同時雜質元素(如Fe、Al、K、Na等元素)也需要降低到非常低的水平。

高純石英主要以天然水晶為原料進行制備，但我國水晶資源匱乏，采用低純度石英替代日益枯竭的水晶資源制備高純石英砂逐漸成為新的出路。脈石英形成于熱液作用，構造呈致密塊狀，主要成分為石英，我國脈石英儲量豐富，利用脈石英為原料制備高純石英砂應用前景廣闊。脈石英中通常含有云母、長石、方解石、高嶺石等脈石礦物，雜質元素主要以Mg、Al、Fe、Ca、Na、K等元素為主。脈石英中含有的脈石礦物和雜質元素若不去除，則SiO₂含量無法滿足使用要求，產品的附加值低，因此需要對脈石英提純，以減少其中的脈石礦物和雜質元素。

目前主要通過使用氫氟酸和鹽酸、氫氟酸和硫酸等混酸浸泡處理石英砂，以對石英進行提純，但使用的混酸中基本都含有氫氟酸，氫氟酸中含有的氟元素會對環境產生嚴重污染，不符合當今社會所提倡的環保理念。因此，找到一種既能有效去除脈石英中的脈石礦物，降低雜質元素含量，提高SiO₂含量，滿足行業對高純石英砂的需求，又對環境友好、無污染的高純石英砂制備方法，具有重要的經濟效益和現實意義。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術不足，提出一種以脈石英為原料制備高純石英砂的方法，該方法能有效降低脈石英中的雜質元素含量，得到純度較高的石英砂，且在制備過程中不使用氫氟酸，對環境友好，該方法解決了現有技術中使用氫氟酸污染環境的技術問題。

為達到上述技術目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供了一種以脈石英為原料制備高純石英砂的方法，所述方法包括如下步驟：

S1、將脈石英原礦經過磁選除雜，得到非磁性產物；

S2、所述非磁性產物經稀鹽酸溶液酸洗，得到脈石英精礦；

S3、將所述脈石英精礦調成礦漿，將所述礦漿的pH調至2～4，再向所述礦漿中加入捕收劑十二胺進行浮選處理，去除雜質，浮選處理后將脈石英精礦清洗至中性；

S4、浮選后的脈石英精礦在700～1100℃下焙燒5～11h，焙燒完畢后，對所述脈石英精礦進行水淬處理，去除雜質，水淬處理后清洗脈石英精礦；

S5、將焙燒水淬處理后的脈石英精礦與浸出液混合，進行熱壓浸出處理，熱壓浸出溫度為220～280℃，熱壓浸出時間為4～8h，所述浸出液為硫酸溶液和氯化銨溶液的混合液，熱壓浸出完畢后，將熱壓浸出產物經洗滌至中性、過濾和干燥，即得高純石英砂。

與現有技術相比，本發明的有益效果包括：