[发明专利]一种高纯石英砂磁选除铁工艺

说明书

技术领域

本发明属于高纯石英砂的提纯领域，具体涉及一种磁选工艺。

背景技术

随着国内电子工业如集成电路、IT产业如光导光纤以及家电、电光源、新型能源如太阳能等对于石英玻璃需求用量的不断增加，高纯石英砂的市场需求量随之增加。其年复合增长率已过30％，远远高出一般工业品的增长速度。这些领域对原料高求非常苛刻，允许的杂质含量非常低，其SiO₂含量要求高达99.995％以上，在用熔炼或冶炼方法生产这些专用材料时，通常选用天然水晶为原料。然而天然水晶资源日趋枯竭，使得国内外都在努力寻找替代品，其中最有希望的是用普通硅质原料制备高纯石英砂，以高纯或超纯石英砂替代水晶。由于研究开发力度不够，我国高技术领域用高纯石英砂长期依赖从美国进口，价格昂贵并且随着需求量的增加还在不断上涨。国产高纯石英砂市场缺口很大，随着相关高新产业快速发展，高纯石英砂的市场需求量越来越大，市场前景十分看好。

高纯石英砂的提纯是多道工艺的结合，通常有煅烧、磁选、浮选、酸浸、高温氯化等，其中磁选是去除石英砂杂质效果最明显，最容易实现的工艺，能轻易的将石英砂中磁性矿物分离开来，是一种非常有效的提纯手段，是高纯石英砂生产企业必备的工艺之一(冉红想，张振权.GCG型干式电磁感应辊强磁选机在高纯石英砂生产中的应用[J].有色金属(选矿部分).2007(3)43-46.)。然而，高纯石英砂原料中磁性矿物总体含量很低，即使经强磁选机磁选过后，仍有部分残余。颗粒在磁场中受到的力与磁场强度和自身的磁性强度成正比，要想含磁性杂质低的颗粒能够顺利通过磁选分离，增强磁选机磁场强度是一种方法，也是高纯石英砂企业通行的方法，然而磁选机磁场强度达到一定程度后受设备限制很难再有大幅提高，对于分离含有微量磁性杂质的石英砂仍心有余而力不足，导致产品中的铁含量、杂点等问题居高不下，严重影响产品的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以传统工艺为基础，并解决传统工艺“磁选—浮选—酸浸”过程中磁选石英砂分离磁性矿物不彻底问题的工艺，通过该工艺可使磁性杂质降至0.1ppm以下。本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

本发明的技术方案提供了一种高纯石英砂磁选工艺，在磁选前通过化学镀的方法在石英砂表面沉积2.0-30ppm的磁性物质，磁选过后再经过酸浸方法去除所沉积的磁性物质；其中，所述酸浸的溶液由1-5mol/L盐酸、1-3mol/L硝酸和1-3mol/L氢氟酸构成，酸浸的温度为40-80℃，酸浸的时间为10-50小时。

根据本发明上述技术方案提供的工艺，在一些实施方式中，磁性物质选自金属铁、钴、镍。

在另一些实施方式中，磁性物质选自金属镍。

根据本发明上述技术方案提供的工艺，在一些实施方式中，使用酸性化学镀镍或碱性化学镀镍方法对石英砂进行镍金属的沉积。

在另一些实施方式中，酸性镀镍方法的化学镀液由10-50g/L的氯化镍、20-60g/L的硫酸镍、10-40g/L的次磷酸钠、5-20g/L的乙酸钠、2-15g/L的硼酸、5-150g/L的谷氨酸及10-30g/L的苹果酸构成，温度为70-100℃，pH为3-6，镍沉积时间为1-15min。

在另一些实施方式中，酸性镀镍方法的化学镀液由15-30g/L的氯化镍、30-40g/L的硫酸镍、10-27g/L的次磷酸钠、7-12g/L的乙酸钠、8-10g/L的硼酸、8-10g/L的谷氨酸及15-25g/L的苹果酸构成，温度为85-95℃，pH为4-6，镍沉积时间为2-10min。

根据本发明上述技术方案提供的工艺，在一些实施方式中，沉积的磁性物质为金属镍，含量为4.0-20ppm。

根据本发明上述技术方案提供的工艺，在一些实施方式中，磁选所用的磁场强度为5000-30000GS。

在另一些实施方式中，磁选所用的磁场强度为10000-25000GS。

根据本发明上述技术方案提供的工艺，在一些实施方式中酸浸所用溶液由2.5mol/L盐酸、1.0mol/L硝酸和1.0mol/L氢氟酸构成，动态酸浸温度为50-70℃，时间为30小时。

本发明所述的酸性化学镀镍方法和碱性化学镀镍方法分别表示镀液为酸性和碱性的化学镀法。

根据本发明上述技术方案提供的工艺，发明人优化后实施方式如下：