一种超导高强磁耦合石英矿低碳绿色SiO2精提纯的方法技术

本发明专利技术提供一种超导高强磁耦合石英矿低碳绿色SiO2精提纯的方法，属于高纯SiO2提取技术领域。该方法将石英矿(SiO2≥90％)干燥，破碎研磨至粒径325～425目，得到石英原矿粉；然后利用超导高梯度磁分离设备对石英原矿粉进行SiO2的分离与提取，实现氧化铁、氧化铝等细颗粒弱磁性物质的高效脱除，获得99％以上的SiO2粗精粉；最后采用超声辅助下多段酸浸精提纯技术制备高纯SiO2，从而实现高纯SiO2的高附加值回用。本发明专利技术的低碳绿色高纯SiO2提纯工艺流程短，产品质量高，运行成本低，超导低能耗，过程无废水、废气排放；经该工艺提纯后的SiO2产品品位稳定≥99.95％(最高达99.99％)，达到高纯SiO2的标准。的标准。的标准。

【技术实现步骤摘要】
一种超导高强磁耦合石英矿低碳绿色SiO2精提纯的方法


[0001]本专利技术涉及高纯SiO2提取
，特别是指一种超导高强磁耦合石英矿低碳绿色SiO2精提纯的方法。

技术介绍

[0002]石英是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，应用领域十分广泛。目前，普通的石英矿主要应用于石英坩埚、建筑工业、石英玻璃制造、陶瓷工业和铸造工业等领域，而高纯石英具有的独特物理和化学特性，使得其在许多高科技产品中发挥着越来越重要的作用。高纯石英主要应用在电子电工、光纤通讯、航空航天、军工等高新技术产业，具有非常重要的战略地位。高纯石英对二氧化硅的含量，铁、铝等金属元素的限量都有严格的要求，因此为了满足高品质石英产品的需求，积极探索石英矿提纯加工技术具有十分重要的意义。目前，天然石英矿主要通过色选、煅烧、水淬、浮选、磁选、酸洗等工艺进行提纯。生产流程复杂、能耗高，并且石英纯度不高，难以满足应用要求。因此，简单高效的高纯石英提取手段是目前研究的重点。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种超导高强磁耦合石英矿低碳绿色SiO2精提纯的方法，该方法加工流程简单，生产成本低，产品质量高；经过该工艺处理的石英矿中SiO2的含量高达99.95％以上，达到高纯石英砂的标准。
[0004]该方法包括步骤如下：
[0005]S1：将石英矿干燥，破碎，细磨；
[0006]S2：利用超导高梯度磁分离技术进行SiO2的分离与提取；
[0007]S3：采用超声辅助下多段酸浸精提纯技术制备高纯SiO2。
[0008]其中，S1中石英矿中SiO2的含量为90％以上，细磨至粒径325～425目。
[0009]S2中超导高梯度磁分离时，磁场强度为2～5T，钢毛体积填充率为3～15％，矿浆分散剂占比为石英矿粉质量的1～15
‰
，矿浆浓度为10～120kg/m3，矿浆流速为0.1～1.5m/s。
[0010]上述，钢毛均匀的缠绕在钢网上或者压成片状物等间距排列于分离器中，间距为2～10nm。
[0011]矿浆分散剂为六偏磷酸钠、洗衣粉、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、硫代磷酸钠、碳酸钠中的一种或者多种混合物。
[0012]S2中超导高梯度磁选后获得的SiO2粗精粉用去离子水洗涤至中性，去除SiO2粗精粉表面残余的分散剂。
[0013]S3中具体为：
[0014]将S2磁选所得的SiO2粗精粉在超声辅助下进行一段常压搅拌酸浸4～12h，过滤、用去离子水洗涤至中性；然后在相同超声、常压搅拌条件下进行2～4段酸浸；最终将上述浸出后的SiO2过滤、用去离子水洗涤至中性，烘干，获得含量高达99.95％以上(最高达
99.99％)的高纯SiO2。
[0015]上述超声功率为400～4000W。
[0016]酸浸浸出液为硫酸、盐酸、醋酸、磷酸、硝酸、柠檬酸中的一种或者多种混酸；酸浸的温度为30～80℃；搅拌速度为200～250r/min。
[0017]酸浸浸出液与S2磁选所得的SiO2粗精粉的液固比(mL/g)为3～10:1。
[0018]本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：
[0019](1)本专利技术的高纯石英的提取工艺加工流程简单，生产成本低，产品质量高，能够提取含量大于99.95％的高纯度的SiO2产品。
[0020](2)超导磁分离能耗是常规磁选能耗的1/10，具有效率高、占地小，高效节能、无二次污染产生等优势，有助于形成绿色、高效的资源高附加值利用体系，优化产业结构，推动产业发展，为企业带来巨大的经济效益和生态环保效益。
[0021](3)对于SiO2提取后的剩余部分可延伸产业链，还可生产微晶玻璃、轻质保温阻燃泡沫砖及透水砖等建筑及铺路用材料，实现整个产业物尽其用。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的超导高强磁耦合石英矿低碳绿色SiO2精提纯的方法技术路线图。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0024]本专利技术提供一种超导高强磁耦合石英矿低碳绿色SiO2精提纯的方法。
[0025]如图1所示，该方法包括步骤如下：
[0026]S1：将石英矿干燥，破碎，细磨；
[0027]S2：利用超导高梯度磁分离技术进行SiO2的分离与提取；
[0028]S3：采用超声辅助下多段酸浸精提纯技术制备高纯SiO2。
[0029]下面结合具体实施例予以说明。
[0030]本实施例的一种超导高强磁耦合精提纯SiO2的方法，包括：
[0031]步骤1：将石英矿干燥，破碎研磨至粒径325～425目，得到石英原矿粉；其中石英原矿中SiO2的含量为90％以上。
[0032]步骤2：利用超导高梯度磁分离技术进行SiO2的分离与提取；
[0033]在磁场强度为2～5T，钢毛体积填充率为3～15％，六偏磷酸钠、洗衣粉、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、硫代磷酸钠、碳酸钠一种或者多种混合物占比为石英矿粉量的1～15
‰
，矿浆浓度为10～120kg/m3，矿浆流速为0.1～1.5m/s条件下进行超导磁选，实现氧化铁、氧化铝等细颗粒弱磁性物质的高效脱除，获得99％以上的SiO2粗精粉；所述钢毛均匀的缠绕在钢网上或者压成片状物等间距(2～10nm)排列于分离器中，从而增大钢毛表面与弱磁性物质的吸附面积。
[0034]步骤3：将S2磁选后所得的SiO2粗精粉用去离子水洗涤至中性，去除残余SiO2粗精粉表面的分散剂。在超声功率为400～4000W，搅拌速度为200～250r/min，酸浸温度为30～80℃，硫酸、盐酸、醋酸、磷酸、硝酸、柠檬酸一种或者多种混酸与步骤S2磁选精选后所得的
SiO2粗精粉的液固比(mL/g)为3～10:1条件下，进行一段常压搅拌酸浸4～12h，过滤、用去离子水洗涤至中性；然后在同一条件下进行2～4段酸浸；最终将上述浸出后的SiO2过滤、用去离子水洗涤至中性，烘干，获得高纯SiO2产品。
[0035]其中，一般的，硫酸浓度为(4～12)mol/L，盐酸浓度为(5～10)mol/L，醋酸浓度为(4～14)mol/L，磷酸浓度为(6～12)mol/L，硝酸浓度为(3～8)mol/L，柠檬酸浓度为(8～12)mol/L。
[0036]最终获得的高纯SiO2经化学分析测得SiO2含量达到99.95％以上。
[0037]具体实施过程如下：
[0038]实施例1
‑7[0039]将石英矿干燥，破碎至粒径325目，得到石英矿粉；其中石英矿中SiO2的含量为95％。
[0040]在磁场强度为2T，钢毛体积填充率为15％，六偏磷酸钠、洗衣粉、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、硫代磷酸钠、碳酸钠、混合物(六偏磷酸钠和洗衣粉质量比为1：1)占比分别为石英矿粉量的4
‰
、3
‰...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超导高强磁耦合石英矿低碳绿色SiO2精提纯的方法，其特征在于，包括步骤如下：S1：将石英矿干燥，破碎，细磨；S2：利用超导高梯度磁分离技术进行SiO2的分离与提取；S3：采用超声辅助下多段酸浸精提纯技术制备高纯SiO2。2.根据权利要求1所述的超导高强磁耦合石英矿低碳绿色SiO2精提纯的方法，其特征在于，所述S1中石英矿中SiO2的含量为90％以上，细磨至粒径325～425目。3.根据权利要求1所述的超导高强磁耦合石英矿低碳绿色SiO2精提纯的方法，其特征在于，所述S2中超导高梯度磁分离时，磁场强度为2～5T，钢毛体积填充率为3～15％，矿浆分散剂占比为石英矿粉质量的1～15
‰
，矿浆浓度为10～120kg/m3，矿浆流速为0.1～1.5m/s。4.根据权利要求3所述的超导高强磁耦合石英矿低碳绿色SiO2精提纯的方法，其特征在于，所述钢毛均匀的缠绕在钢网上或者压成片状物等间距排列于分离器中，间距为2～10nm。5.根据权利要求3所述的超导高强磁耦合石英矿低碳绿色SiO2精提纯的方法，其特征在于，所述矿浆分散剂为六偏磷酸钠、洗衣粉、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、硫代磷酸钠、碳酸钠中的一种或者多种混合物。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李素芹，李永奎，郭鹏辉，潘晓东，熊云飞，
申请(专利权)人：北京麦尔得科技有限公司，
类型：发明
国别省市：