[发明专利]一种高纯石英砂的湿法制备方法和生产线

说明书

本发明提供了一种高纯石英砂的湿法制备方法和生产线，该制备方法和生产线包括粗破碎‑筛分处理、细破碎‑筛分处理、磁选处理、擦洗处理、浮选处理、重力分选，以及脱水处理。而通过上述环节能够串连起一条自动化连续生产线，实现了石英砂的连续不间断地高效率生产。同时本申请在细破碎‑筛分处理、磁选处理、擦洗处理、浮选处理、重力分选的各个环节中都是在砂浆状态下进行的，属于湿法制砂，这样就降低了制砂能耗，减少了环境污染。此外，本申请在湿法制砂的各个环节中对砂浆浓度进行了控制，确保了各个环节的处理效果，而通过多级磁选、多级浮选和重选环节能够使石英砂的杂质含量小于50个ppm，进一步地可使杂质含量小于30个ppm。

技术领域

本公开的实施例一般涉及非金属矿选矿加工技术领域，更具体地说，涉及一种高纯石英砂的湿法制备方法和生产线。

背景技术

高纯石英砂是指由天然石英矿物经过一系列物理的和化学的提纯技术生产的具有某种粒度规格的高纯非金属矿物原料。Harben(2002)根据商业石英产品的纯度，将加工后的石英按杂质总量的多少进行分类。在Harben(2002)的分类方案中，将杂质元素总量低于50μg/g的石英定义为高档石英材料，包括高纯石英(High Purity Quartz，杂质元素总量：8～50μg/g)、超高纯石英(Ultra High Purity Quartz，杂质元素总量：1～8μg/g)和极纯石英(Hyper Purity Quartz，杂质元素总量＜1μg/g)。其中，后者在自然界中匮乏或无，需要人工合成。

高纯石英砂是生产高纯石英玻璃管/棒/板/砣、石英玻璃坩埚和光学石英玻璃的主要原材料，石英玻璃以其优良的物理和化学性能被广泛应用在高端电光源、大规模及超大规模集成电路、太阳能电池、光纤、激光、航天、军事等行业中。

高纯石英砂的原矿为天然石英矿石，石英矿石中除了石英外，通常含有多种杂质矿物，常见的杂质矿物有云母、长石、绿帘石，以及铁质矿物等，从矿石中把石英矿物提取出来，把其他杂质矿物分离出去，是生产高纯石英砂的关键工艺。

中国在现有技术中，生产高纯石英砂通常采用干法制砂技术，即把石英矿石通过900℃以上温度，进行数小时的高温煅烧，然后将炽热的矿石投入到冷水中进行水淬，再从水中捞出晾干后进行干法破碎和筛分。而这种干法制砂技术能耗高，存在严重粉尘污染。此外，现有技术的磁选和浮选工艺，分离杂质矿物的效果较差；以及现有技术不能连续生产、效率低，也是我国高纯石英砂生产技术长期落后于国际先进水平的重要方面。

因此，如何设计出一种新的能耗低、污染少、可以连续生产且效率高、纯度高的制砂方法成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在解决上述提出的一种或多种问题。

为解决上述问题，本发明第一方面提出了一种高纯石英砂的湿法制备方法。

本发明第二方面提出了一种高纯石英砂的湿法制备生产线。

本发明第一方面的技术方案提出了一种高纯石英砂的湿法制备方法，该制备方法包括以下步骤：

对原始矿石进行粗破碎处理，在粗破碎处理后将小于等于预设尺寸的矿石碎块筛分出来；

将筛分出来的矿石碎块与水混合后进行细破碎处理，对细破碎处理后的混合物进行筛分，以筛选出小于等于所需粒径上限的石英砂浆；

通过磁选处理去除石英砂浆中的机械铁和含铁矿物；

对磁选后的石英砂浆进行擦洗处理，然后对擦洗后的石英砂浆进行多级浮选处理，以去除石英砂浆中的杂质矿物；

利用重力分选工艺对浮选处理后的石英砂浆进行重力分选，以除去石英砂浆中的重矿物；

对重力分选处理后的石英砂浆进行筛分，以去除石英砂浆中小于所需粒径下限的石英砂；