[發(fā)明專利]環(huán)保型石英砂提純工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110855344.0
• 申請(qǐng)日: 2021-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113479894A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵宗強(qiáng);李祖君;藍(lán)云燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市考拉生態(tài)科技有限公司
• 主分類號(hào): C01B33/12
• 分類號(hào): C01B33/12
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種環(huán)保型石英砂提純工藝，包括以下步驟，將石英砂礦物和強(qiáng)堿溶液攪拌混合反應(yīng)，過(guò)濾得到濾渣和濾液Ⅰ，用水淋洗濾渣至pH值為7~8，得到成品石英砂和淋洗水Ⅰ，將成品石英砂中粒級(jí)＜0.074mm的石英砂篩分出進(jìn)行浮選處理，將濾液Ⅰ和淋洗水Ⅰ混合并加入強(qiáng)酸至pH＜1，向混合液中分批加入堿液進(jìn)行沉淀并分離得到回收品，殘液加熱蒸發(fā)得到結(jié)晶，其中石英砂礦物中小于0.074mm粒級(jí)的石英砂產(chǎn)率為10%以下。本申請(qǐng)利用強(qiáng)堿溶液不具有揮發(fā)性的特性，工業(yè)應(yīng)用時(shí)對(duì)人體和環(huán)境的無(wú)影響，且整個(gè)生產(chǎn)工藝流程不產(chǎn)生三廢，生產(chǎn)成本小，經(jīng)濟(jì)效益巨大。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及石英砂制備的領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種環(huán)保型石英砂提純工藝。

背景技術(shù)

石英砂的主要礦物成分是SiO₂，是一種堅(jiān)硬、耐磨、化學(xué)性能穩(wěn)定的硅酸鹽礦物，已廣泛地應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。石英砂中多含有一些伴生的長(zhǎng)石、云母等鋁硅酸鹽礦物和含鐵物質(zhì)，鐵質(zhì)主要以浸染鐵和包裹鐵兩種形式存在于石英砂中。浸染鐵為浸入到石英顆粒裂縫中的微米級(jí)黏土含鐵物質(zhì)和滲透到石英顆粒表層晶格中的鐵離子，包裹鐵通常是包裹于和吸附于石英顆粒表面的黏土含鐵物質(zhì)。

石英砂在應(yīng)用至產(chǎn)業(yè)前需要進(jìn)行提純處理以達(dá)到產(chǎn)業(yè)上對(duì)石英砂高純度的要求，目前工業(yè)上通過(guò)酸洗法對(duì)石英砂進(jìn)行提純，如硫酸、硝酸、鹽酸等無(wú)機(jī)酸，或是如草酸、醋酸等有機(jī)酸，利用雜質(zhì)礦物大多能被強(qiáng)酸液溶解而石英砂不溶于強(qiáng)酸的原理來(lái)對(duì)石英砂進(jìn)行提純。

但無(wú)論是采用無(wú)機(jī)酸還是有機(jī)酸對(duì)石英砂進(jìn)行提純，都會(huì)產(chǎn)生大量廢液，廢液的酸性很強(qiáng)且其中含有較多的鐵離子、鋁離子等雜質(zhì)離子，處理成本很高。

發(fā)明內(nèi)容

為了改善目前采用酸洗法提純石英砂時(shí)產(chǎn)生的廢液處理成本高的問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N環(huán)保型石英砂提純工藝，采用如下的技術(shù)方案：

一種環(huán)保型石英砂提純工藝，包括以下步驟：

堿浸：將待處理的石英砂礦物和強(qiáng)堿溶液在攪拌狀態(tài)下混合于一起，攪拌反應(yīng)以溶解石英砂礦物中的三氧化二鐵和三氧化二鋁，得到固液混合物；

過(guò)濾：利用過(guò)濾設(shè)備對(duì)固液混合物進(jìn)行過(guò)濾得到濾渣；

淋洗：用水對(duì)濾渣進(jìn)行淋洗，淋洗至淋洗水的pH值為7～8，得到成品石英砂和淋洗水Ⅰ；

分級(jí)：將淋洗后的成品石英砂中粒級(jí)＜0.074mm的石英砂篩分出；

浮選：將粒級(jí)＜0.074mm的石英砂加入浮選溶液中形成浮選礦漿，進(jìn)行浮選處理；

酸化：將濾液Ⅰ和淋洗水Ⅰ攪拌混合并在攪拌狀態(tài)下快速加入強(qiáng)酸至混合液的pH＜1，強(qiáng)酸的添加流量不低于100L/min；

沉淀分離：在攪拌狀態(tài)下向酸化處理后的混合液中分批加入與堿浸步驟中相同種類的堿液進(jìn)行沉淀并過(guò)濾分離，最后一次加入堿液時(shí)控制混合液的pH值為8，過(guò)濾掉沉淀后得到殘液；

蒸發(fā)結(jié)晶：將殘液加熱蒸發(fā)，得到回收結(jié)晶；

其中，堿浸步驟中待處理的石英砂礦物中小于0.074mm粒級(jí)的石英砂的產(chǎn)率為10％以下。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，強(qiáng)堿溶液可以與石英砂中的三氧化二鐵反應(yīng)生成鐵酸鹽，也可以與鋁硅酸鹽礦物(如長(zhǎng)石、云母等)中的二氧化硅、三氧化二鋁反應(yīng)生成偏硅酸鹽和偏鋁酸鹽，從而將鋁硅酸鹽礦物表層及內(nèi)部中的鋁質(zhì)去除，而鐵酸鹽、偏硅酸鹽、偏鋁酸鹽可溶于強(qiáng)堿溶液和水中，實(shí)現(xiàn)鐵、鋁與石英砂分離。

淋洗的目的是為了將濾渣中所殘留的強(qiáng)堿以及鐵離子除去，鐵離子的存在會(huì)使石英砂的白度降低，達(dá)不到行業(yè)的要求，當(dāng)淋洗至pH值為7～8時(shí)，成品石英砂中殘留的強(qiáng)堿以及鐵離子基本去除干凈。