一种植硅体矿中二氧化硅的选矿方法技术

本发明专利技术公开了一种植硅体矿中二氧化硅的选矿方法，包括采用以下流程进行选矿：(1)加水旋回破碎；(2)一次网筛分离；(3)一次擦洗剥离；(4)二次网筛分离；(5)一次超细球磨；(6)二次擦洗剥离；(7)一次沉降；(8)二次超细球磨；(9)二次沉降；(10)磁选除铁；(11)水分离；(12)干燥；(13)干法粉碎，得到含炭二氧化硅粉末。现有技术制备100nm‑1μm级的二氧化硅，耗费能量巨大，性价比不适宜市场发展。本发明专利技术提供的选矿工艺旨在对新发现的植硅体硅矿进行最优化提取出此量级内的二氧化硅，且选矿操作基于现有机器条件，提供一种全新选矿流程工艺，完全可应用于工业大规模生产实践。

【技术实现步骤摘要】
一种植硅体矿中二氧化硅的选矿方法
本专利技术涉及矿物开发领域，特别是纳米矿物加工的选矿方法，具体来说是一种植硅体硅矿中如何将二氧化硅分离的选矿方法。
技术介绍
大自然给与人类的SiO2资源的粒度在5微米以上，其中5μm-100μm为粉石英矿。天然SiO2资源的粒度远不能满足国民经济需求更细的要求，于是通过物理加工方式可将SiO2粒度粉碎到1μm，或通过化学加工方式可将SiO2粒度合成为100nm以下，而100nm-1μm之间的SiO2粒度通过人工制备成本较高，从性价比角度分析，100nm-1μm之间粒度的SiO2在市场上基本属于缺失范围。但江西丰城县大型植硅体矿(SiO2矿)的发现，填补了人类在SiO2粒度100nm-1μm范围，形成完整SiO2粒度工业用序列。植硅体硅矿原矿矿物成分为：脉石、粘土、黄铁矿、针铁矿、腐植质、植硅体(SiO2)。植硅体是指高等植物的根系在吸收地下水的同时，吸收了一定量的可溶性二氧化硅，这些二氧化硅经过植物的输导组织输送到了茎、叶、花、果实等处，而后在植物细胞间和细胞内沉淀下来，形成非晶质含有机质二氧化硅颗粒。植硅体(SiO2)体积非常小，约为2～2000微米(绝大部分为5～200微米)，但数目众多而且分布广泛，1克的禾本科植物叶子中就有10万～100万个植硅体。植物的各个部位都可以产生植硅体，其中叶片中产生的数量最大。植硅体硅矿原矿化学成分为：SiO277.01-80.54％、Al2O33.03-5.35％、Fe2O31.08-3.73％、CaO0.07-0.69％、LOI(烧失量)11.96-16.13％、TiO2约为0.69％；植硅体硅矿原矿矿物成分约为：脉石8％、粘土3％、黄铁矿0.5％、针铁矿0.5％、腐植质10％、SiO278％。植硅体矿中SiO2粒度范围：100nm-5um，多以团聚方式出现。新发现的天然粒度在100纳米到5微米级的植硅体矿SiO2粉，迄今为止未发现粒度如此细并能规模开采的SiO2硅矿粉，所以在硅矿选矿工艺中，为全新硅矿选矿工艺。本专利技术根据植硅体矿其自身特点，开发一种适用于植硅体矿中SiO2粉的选矿工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种植硅体矿中二氧化硅的选矿方法，以解决上述技术背景中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现：一种植硅体矿中二氧化硅的选矿方法，包括采用以下流程进行选矿：(1)加水旋回破碎：新开采来的植硅体矿加水与之混合，然后放入旋回破碎机进行破碎；(2)一次网筛分离：采用振动筛将大于5mm砂砾筛分离；(3)一次擦洗剥离：将分离5mm砂砾后的植硅体矿放入到擦洗机中初步擦洗剥离，初步擦洗时间为10-30min；(4)二次网筛分离：振动筛将大于1mm的物质筛掉；(5)一次超细球磨：将步骤(4)筛掉1mm的物料超细球磨30-300min；其中，一次超细球磨采用氧化锆球磨介质，且氧化锆球磨介质直径为1mm-5mm配置(6)二次擦洗剥离：将步骤(5)中超细球磨后的物料筛分出大于0.1mm的杂质，去除杂质；(7)一次沉降：将步骤(6)中筛分0.1mm的杂质的产物制浆后所得混合浆进入一级沉降池进行沉降1-4h，分离底部沉淀物；(8)二次超细球磨：将(7)中分离底部沉降物后的浆料进行二次超细球磨，超细球磨30-300min，使得腐植质、黏土和SiO2颗粒分离；其中，二次超细球磨采用氧化锆球磨介质，且氧化锆球磨介质直径为0.1mm-1mm配置；(9)二次沉降：将步骤(8)中腐植质、黏土和SiO2颗粒进入二级沉降池，在二级沉降池内沉降2-3h后，将悬浮上部夹杂着腐植质、黏土物质排出，得SiO2粗品；(10)磁选除铁：将步骤(9)所得SiO2粗品采用高梯度磁选机除铁，获得含炭二氧化硅的料液；其中，磁选的磁场强度大于6000高斯；(11)水分离：将含炭二氧化硅的料液送入固液分离过程进行固液分离，得含水含炭二氧化硅，且其含水量小于5％；(12)干燥：进行120℃烘干，得烘干后的含炭二氧化硅，含炭二氧化硅呈板结状或团聚状；(13)干法粉碎：烘干后的含炭二氧化硅干法粉碎分离，得到含炭二氧化硅粉末，即产品A。上述技术方案中，将步骤(13)所得烘干后的含炭二氧化硅粉末在650℃-1000℃中充氧煅烧0.5-5h，除炭，获得SiO2含量为99.5％的纯SiO2产品，即产品B。上述技术方案中，将步骤(13)所得烘干后的含炭二氧化硅粉末在650℃-1000℃中无氧煅烧0.5-5h，有机炭碳化，获得产品活性炭和SiO2混合物，即产品C。上述技术方案中，将步骤(11)所得含水含炭二氧化硅(其含水量小于5％)处理得到高纯SiO2的方法，具体为：(16)加酸除杂：将步骤(11)所得含水含炭二氧化硅放入反应釜加盐酸(盐酸浓度为4-10mol/L)，在60℃-200℃密闭条件下加热反应，反应时间2-10h；(17)杂盐洗涤：加二次蒸馏水水洗涤2-5次，pH值>6.5即可；(18)水分离：将含炭二氧化硅的料液送入固液分离过程进行固液分离，得含水含炭二氧化硅(其含水量小于5％)；(19)干燥：进行120℃烘干；(20)充氧煅烧：将步骤(19)烘干后在650℃-1000℃中充氧煅烧0.5-5h，除炭。(21)循环步骤(16)至步骤(20)至少一次以上(至SiO2含量不再明显变化为止)；(22)干法粉碎：将步骤(21)中最后得到的物质进行干法粉碎分离，获得SiO2含量为99.995％产品高纯SiO2粉体，即为产品D。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术提供的植硅体矿中二氧化硅的选矿方法是一种全新流程工艺，尤其是粉碎工艺引进材料学中的纳微级的超细粉碎设备。2、现有技术制备100nm-1μm级的二氧化硅，耗费能量巨大，性价比不适宜市场发展。本专利技术提供的选矿工艺旨在对新发现的植硅体硅矿进行最优化提取出此量级内的二氧化硅，减少SiO2颗粒的损失，提高所得产品纯度，且选矿操作基于现有机器条件，完全可应用于工业大规模生产实践。附图说明图1为实施例1的流程图；图2为实施例1中团聚颗粒打散后SEM图；图3为实施例2的流程图；图4为实施例3的流程图；图5为实施例4的流程图；图6为本专利技术原料植硅体硅矿的分布图示，图中，线条1表示深度22.58-23.78m矿体分步情况，线条2表示深度32.37-33.2m矿体分步情况，线条3表示深度33.2-34.89m矿体分步情况，线条4表示深度35.59-36.66m矿体分步情况；横坐标是硅矿的粒径分布，纵坐标是植硅土探测储藏量。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植硅体矿中二氧化硅的选矿方法，其特征在于，包括采用以下流程进行选矿：/n(1)加水旋回破碎：新开采来的植硅体矿加水与之混合，然后放入旋回破碎机进行破碎；/n(2)一次网筛分离：采用振动筛将大于5mm砂砾筛分离；/n(3)一次擦洗剥离：将分离5mm砂砾后的植硅体矿放入到擦洗机中初步擦洗剥离，初步擦洗时间为10-30min；/n(4)二次网筛分离：振动筛将大于1mm的物质筛掉；/n(5)一次超细球磨：将步骤(4)筛掉1mm的物料超细球磨30-300min；/n(6)二次擦洗剥离：将步骤(5)中超细球磨后的物料筛分出大于0.1mm的杂质，去除杂质；/n(7)一次沉降：将步骤(6)中筛分0.1mm的杂质的产物制浆后所得混合浆进入一级沉降池进行沉降1-4h，分离底部沉淀物；/n(8)二次超细球磨：将(7)中分离底部沉降物后的浆料进行二次超细球磨，超细球磨30-300min，使得腐植质、黏土和SiO

【技术特征摘要】
1.一种植硅体矿中二氧化硅的选矿方法，其特征在于，包括采用以下流程进行选矿：
(1)加水旋回破碎：新开采来的植硅体矿加水与之混合，然后放入旋回破碎机进行破碎；
(2)一次网筛分离：采用振动筛将大于5mm砂砾筛分离；
(3)一次擦洗剥离：将分离5mm砂砾后的植硅体矿放入到擦洗机中初步擦洗剥离，初步擦洗时间为10-30min；
(4)二次网筛分离：振动筛将大于1mm的物质筛掉；
(5)一次超细球磨：将步骤(4)筛掉1mm的物料超细球磨30-300min；
(6)二次擦洗剥离：将步骤(5)中超细球磨后的物料筛分出大于0.1mm的杂质，去除杂质；
(7)一次沉降：将步骤(6)中筛分0.1mm的杂质的产物制浆后所得混合浆进入一级沉降池进行沉降1-4h，分离底部沉淀物；
(8)二次超细球磨：将(7)中分离底部沉降物后的浆料进行二次超细球磨，超细球磨30-300min，使得腐植质、黏土和SiO2颗粒分离；
(9)二次沉降：将步骤(8)中腐植质、黏土和SiO2颗粒进入二级沉降池，在二级沉降池内沉降1-4h后，将悬浮上部夹杂着腐植质、黏土物质排出，得SiO2粗品；
(10)磁选除铁：将步骤(9)所得SiO2粗品采用高梯度磁选机除铁，获得含炭二氧化硅的料液；
(11)水分离：将含炭二氧化硅的料液送入固液分离过程进行固液分离，得含水含炭二氧化硅；
(12)干燥：进行120℃烘干，得烘干后的含炭二氧化硅板；
(13)干法粉碎：烘干后的含炭二氧化硅干法粉碎分离，得到含炭二氧化硅粉末，即产品A。


2.根据权利要求1或所述的一种植硅体矿中二氧化硅的选矿方法，其特征在于，步骤(11)中所得含水含炭二氧化硅中含水量小于5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王先广，王平，肖玉如，肖宗梁，李冬梅，谢宗茂，李之锋，丁能文，洪佳斌，王凯，王方哲，朱骏，周露辉，汤兴，
申请(专利权)人：江西省矿产资源保障服务中心，江西理工大学，江西省煤田地质局一九五地质队，
类型：发明
国别省市：江西;36