[发明专利]环保型石英砂提纯工艺

说明书

本申请公开了一种环保型石英砂提纯工艺，包括以下步骤，将石英砂矿物和强碱溶液搅拌混合反应，过滤得到滤渣和滤液Ⅰ，用水淋洗滤渣至pH值为7~8，得到成品石英砂和淋洗水Ⅰ，将成品石英砂中粒级＜0.074mm的石英砂筛分出进行浮选处理，将滤液Ⅰ和淋洗水Ⅰ混合并加入强酸至pH＜1，向混合液中分批加入碱液进行沉淀并分离得到回收品，残液加热蒸发得到结晶，其中石英砂矿物中小于0.074mm粒级的石英砂产率为10%以下。本申请利用强碱溶液不具有挥发性的特性，工业应用时对人体和环境的无影响，且整个生产工艺流程不产生三废，生产成本小，经济效益巨大。

技术领域

本申请涉及石英砂制备的领域，更具体地说，涉及一种环保型石英砂提纯工艺。

背景技术

石英砂的主要矿物成分是SiO₂，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，已广泛地应用于多个领域。石英砂中多含有一些伴生的长石、云母等铝硅酸盐矿物和含铁物质，铁质主要以浸染铁和包裹铁两种形式存在于石英砂中。浸染铁为浸入到石英颗粒裂缝中的微米级黏土含铁物质和渗透到石英颗粒表层晶格中的铁离子，包裹铁通常是包裹于和吸附于石英颗粒表面的黏土含铁物质。

石英砂在应用至产业前需要进行提纯处理以达到产业上对石英砂高纯度的要求，目前工业上通过酸洗法对石英砂进行提纯，如硫酸、硝酸、盐酸等无机酸，或是如草酸、醋酸等有机酸，利用杂质矿物大多能被强酸液溶解而石英砂不溶于强酸的原理来对石英砂进行提纯。

但无论是采用无机酸还是有机酸对石英砂进行提纯，都会产生大量废液，废液的酸性很强且其中含有较多的铁离子、铝离子等杂质离子，处理成本很高。

发明内容

为了改善目前采用酸洗法提纯石英砂时产生的废液处理成本高的问题，本申请提供一种环保型石英砂提纯工艺，采用如下的技术方案：

一种环保型石英砂提纯工艺，包括以下步骤：

碱浸：将待处理的石英砂矿物和强碱溶液在搅拌状态下混合于一起，搅拌反应以溶解石英砂矿物中的三氧化二铁和三氧化二铝，得到固液混合物；

过滤：利用过滤设备对固液混合物进行过滤得到滤渣；

淋洗：用水对滤渣进行淋洗，淋洗至淋洗水的pH值为7～8，得到成品石英砂和淋洗水Ⅰ；

分级：将淋洗后的成品石英砂中粒级＜0.074mm的石英砂筛分出；

浮选：将粒级＜0.074mm的石英砂加入浮选溶液中形成浮选矿浆，进行浮选处理；

酸化：将滤液Ⅰ和淋洗水Ⅰ搅拌混合并在搅拌状态下快速加入强酸至混合液的pH＜1，强酸的添加流量不低于100L/min；

沉淀分离：在搅拌状态下向酸化处理后的混合液中分批加入与碱浸步骤中相同种类的碱液进行沉淀并过滤分离，最后一次加入碱液时控制混合液的pH值为8，过滤掉沉淀后得到残液；

蒸发结晶：将残液加热蒸发，得到回收结晶；

其中，碱浸步骤中待处理的石英砂矿物中小于0.074mm粒级的石英砂的产率为10％以下。

通过采用上述技术方案，强碱溶液可以与石英砂中的三氧化二铁反应生成铁酸盐，也可以与铝硅酸盐矿物(如长石、云母等)中的二氧化硅、三氧化二铝反应生成偏硅酸盐和偏铝酸盐，从而将铝硅酸盐矿物表层及内部中的铝质去除，而铁酸盐、偏硅酸盐、偏铝酸盐可溶于强碱溶液和水中，实现铁、铝与石英砂分离。

淋洗的目的是为了将滤渣中所残留的强碱以及铁离子除去，铁离子的存在会使石英砂的白度降低，达不到行业的要求，当淋洗至pH值为7～8时，成品石英砂中残留的强碱以及铁离子基本去除干净。