一种高纯石英砂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高纯石英砂的制备方法，涉及无机材料制备技术领域，包括以下步骤：粗选破碎、微波处理、焙烧

【技术实现步骤摘要】
一种高纯石英砂的制备方法


[0001]本专利技术涉及无机材料制备
，尤其涉及一种高纯石英砂的制备方法。

技术介绍

[0002]高纯石英砂通常指SiO2含量在99.9％以上的石英砂，其具有化学性质稳定、透光性好、光谱通过宽、抗热冲击、耐高温、耐辐射、硬度大、热膨胀系数小、电绝缘性好、耐绝大多数酸腐蚀等优异的性能，被广泛用于光电源、半导体、集成电路和光纤通讯等行业。
[0003]随着我国经济的迅速发展，对高品质的高纯石英砂的依赖性日益增加。目前生产高纯石英砂的方法主要有以下两种：1)粗选、破碎、酸洗、焙烧、粉碎、筛分、脱水、酸洗、浮选、脱水、烘干、磁选；2)粗选、破碎、酸洗、粉碎、筛分、脱水、酸洗、浮选、脱水、焙烧、磁选。然而，上述方法需使用大量的酸进行酸洗，由此产生的酸液也需要进一步处理，且高纯石英砂质量不稳定，纯度不高，不能有效去除杂质，难以满足行业发展的需要。

技术实现思路

[0004]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种高纯石英砂的制备方法。
[0005]本专利技术提出的一种高纯石英砂的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1、粗选破碎：去除脉石英矿石中的明显杂质和异物，然后进行破碎、磨矿处理，得到矿石颗粒；
[0007]S2、微波：将矿石颗粒进行微波处理；
[0008]S3、焙烧
‑
水淬：将经微波处理后的矿石颗粒进行焙烧处理，然后置于冷水中进行水淬，过滤，烘干；
[0009]S4、粉碎：将经水淬后的矿石颗粒进行球磨粉碎，得到石英砂；
[0010]S5、磁选：对石英砂进行磁选，分级；
[0011]S6、酸浸：将石英砂加入酸液中进行浸渍，搅拌反应，然后用去离子水清洗至中性；
[0012]S7、焙烧
‑
水淬：将石英砂进行焙烧处理，然后置于冷水中进行水淬，过滤；
[0013]S8、浮选：向水淬后的石英砂中加入水配制石英砂浆料，用硫酸调节pH，然后加入浮选剂进行浮选处理；其中，浮选剂由以下原料组成：辛基羟肟酸、丁黄药、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸、煤油；
[0014]S9、磁选：将浮选后的石英砂经清洗、脱水后进行磁选，干燥，即得。
[0015]优选地，S1中，控制矿石颗粒的粒径在0.5
‑
5mm。
[0016]优选地，S2中，微波功率为800
‑
1200W，微波时间20
‑
30min。
[0017]优选地，S3中，采用已预热至500℃的焙烧炉于700
‑
900℃下焙烧处理2
‑
4h。
[0018]优选地，S5中，采用磁场强度为3000
‑
5000Gs的磁选机对石英砂进行磁选，分级，收集60
‑
150目的石英砂。
[0019]优选地，S6中，所述酸液为混酸，是由36％浓盐酸、98％浓硝酸和98％浓硫酸按照4
‑
6：1：1
‑
2的体积比混合配制得到的，酸液的浓度为10
‑
20wt％；将石英砂加入酸液中，于
40
‑
80℃下搅拌反应7
‑
12h。
[0020]优选地，S7中，采用已预热至400℃的焙烧炉于900
‑
1100℃下焙烧处理0.5
‑
1h。
[0021]优选地，S8中，配制20
‑
30wt％的石英砂浆料，用4
‑
6％硫酸调节pH至3
‑
4，然后加入浮选剂进行浮选处理；其中，浮选剂由以下质量百分含量的原料组成：辛基羟肟酸5
‑
10％、丁黄药5
‑
10％、十二烷基苯磺酸钠17
‑
22％、脂肪酸25
‑
30％、煤油30
‑
35％。
[0022]优选地，S9中，采用磁场强度为6000
‑
8000Gs的磁选机对石英砂进行磁选。
[0023]有益效果：本专利技术提出了一种高纯石英砂的制备，将矿石破碎后磨矿处理，使得矿物包裹体选择性解离、杂质暴露，再通过微波处理，促进矿物包裹体爆裂、产生裂痕、破裂，再配合焙烧处理，除大包裹体外，对体积小的包裹体也能有效进行爆裂，进而使得矿石中的杂质被充分暴露出来，提高后续酸洗等步骤的除杂效果。采用混酸对石英砂进行酸浸处理，剔除石英砂中的Fe、Al、Mn、Mg、Na、K等金属杂质离子，清洗后先进行二次焙烧再进行浮选处理，更有利于剔除石英砂中的杂质，使石英砂中杂质离子的含量降低至高纯石英砂的标准。本专利技术工艺简单，经过该工艺处理的石英砂中二氧化硅含量可达99.99％以上、铁杂质含量小于1.2ppm、Al杂质含量小于19.3ppm、B杂质含量小于0.1ppm，能够达到高纯石英砂的标准，质量稳定。
具体实施方式
[0024]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。
[0025]实施例1
[0026]一种高纯石英砂的制备方法，包括以下步骤：
[0027]S1、粗选破碎：去除脉石英矿石中的明显杂质和异物，然后进行破碎、磨矿处理，得到粒径在0.5
‑
5mm的矿石颗粒；
[0028]S2、微波：将矿石颗粒在800W功率下微波处理20min；
[0029]S3、焙烧
‑
水淬：采用已预热至500℃的焙烧炉对微波处理后的矿石颗粒在700℃下焙烧处理2h，然后置于冷水中进行水淬，过滤，烘干；
[0030]S4、粉碎：将经水淬后的矿石颗粒进行球磨粉碎，得到石英砂；
[0031]S5、磁选：采用磁场强度为3000Gs的磁选机对石英砂进行磁选，分级，收集60
‑
150目的石英砂；
[0032]S6、酸浸：将石英砂加入酸液中进行浸渍，于40℃下搅拌反应7h，然后用去离子水清洗至中性；其中，酸液为混酸，是由36％浓盐酸、98％浓硝酸和98％浓硫酸按照4：1：1的体积比混合配制得到的，酸液的浓度为10wt％；
[0033]S7、焙烧
‑
水淬：采用已预热至400℃的焙烧炉对酸浸处理后的石英砂在900℃下焙烧处理0.5h，然后置于冷水中进行水淬，过滤；
[0034]S8、浮选：向水淬后的石英砂中加入水配制20wt％石英砂浆料，用5％硫酸调节pH至3，然后加入浮选剂进行浮选处理；其中，浮选剂由以下质量百分含量的原料组成：辛基羟肟酸5％、丁黄药10％、十二烷基苯磺酸钠20％、脂肪酸30％、煤油35％；
[0035]S9、磁选：将浮选后的石英砂清洗、脱水，然后采用磁场强度为6000Gs的磁选机后进行磁选，干燥，即得。
[0036]对制得的高纯石英砂进行检测，SiO2≥99.99％，杂质Fe 1.2ppm、Al 19.3ppm、B＜
0.1ppm。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高纯石英砂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、粗选破碎：去除脉石英矿石中的明显杂质和异物，然后进行破碎、磨矿处理，得到矿石颗粒；S2、微波：将矿石颗粒进行微波处理；S3、焙烧
‑
水淬：将经微波处理后的矿石颗粒进行焙烧处理，然后置于冷水中进行水淬，过滤，烘干；S4、粉碎：将经水淬后的矿石颗粒进行球磨粉碎，得到石英砂；S5、磁选：对石英砂进行磁选，分级；S6、酸浸：将石英砂加入酸液中进行浸渍，搅拌反应，然后用去离子水清洗至中性；S7、焙烧
‑
水淬：将石英砂进行焙烧处理，然后置于冷水中进行水淬，过滤；S8、浮选：向水淬后的石英砂中加入水配制石英砂浆料，用硫酸调节pH，然后加入浮选剂进行浮选处理；其中，浮选剂由以下原料组成：辛基羟肟酸、丁黄药、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸、煤油；S9、磁选：将浮选后的石英砂经清洗、脱水后进行磁选，干燥，即得。2.根据权利要求1所述的高纯石英砂的制备方法，其特征在于，S1中，控制矿石颗粒的粒径在0.5
‑
5mm。3.根据权利要求1所述的高纯石英砂的制备方法，其特征在于，S2中，微波功率为800
‑
1200W，微波时间20
‑
30min。4.根据权利要求1所述的高纯石英砂的制备方法，其特征在于，S3中，采用已预热至500℃的焙烧炉于700
‑
900℃下焙烧处理2
‑
4h。5.根据权利要求1所述的高纯石英砂的制备方法，其特征在于，S5中，采用磁场强度为3000
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【专利技术属性】
技术研发人员：张植武，
申请(专利权)人：江西省坚基高新硅材料有限公司，
类型：发明
国别省市：