一种4N级高纯石英砂的制备方法技术

本发明专利技术涉及提出一种4N级高纯石英砂的制备方法，包括以下步骤：(1)将石英原料经高温煅烧后，进行水淬处理，水淬后洗涤干燥，得到中间矿物；(2)将步骤(1)得到的中间矿物进行超声波酸浸；(3)将超声酸浸后的酸性体系进行高温浸出，对高温浸出后的产物进行洗涤、干燥，即可得到4N级高纯石英砂产品。本发明专利技术的方法能明显降低石英中的杂质元素含量，得到纯度较高的石英砂产品，且在制备过程中能耗低、工艺简单、易于操作，该方法解决了现有技术中高纯石英砂工艺复杂、能耗高的技术问题。能耗高的技术问题。能耗高的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种4N级高纯石英砂的制备方法


[0001]本专利技术属于非金属矿物加工提纯
，具体涉及一种制备4N级高纯石英砂的方法。

技术介绍

[0002]目前石英砂的提纯方法有多种，其中专利CN111874914A采用“磨矿
‑
浮选
‑
焙烧水淬
‑
热压酸浸”的提纯工艺流程磨矿
‑
浮选
‑
焙烧水淬
‑
热压酸浸”的提纯工艺流程，制备出了4N级高纯石英砂，该方法采用的浸出剂为硫酸和氢氟酸混酸，浸出采用热压酸浸，浸出温度较高(220℃)，浸出时压力大，浸出过程不易于操作控制且能耗较高，浸出过程残留的硫酸根不易在后续过程洗涤去除，而且该方法对铁、钾等杂质的去除效果有限。也有文献(伟晶岩型尾矿提纯制备高纯石英粉的工艺研究，重庆理工大学学报，第32卷第9期，2018年9月)采用“磨矿
‑
强磁选
‑
酸浸
‑
煅烧水淬
‑
二次酸浸”的提纯工艺，酸浸后煅烧水淬，并引入二次酸浸，工艺流程复杂。也有文献(浮选
‑
酸浸实现石英砂高纯化的研究，非金属矿，第36卷第5期，2013年9月)采用“浮选
‑
酸浸”简单工艺提纯了石英砂，获得了99.993％的高纯石英砂产品，但是其采用的是已经经过选矿煅烧后的99.97％纯度的石英砂产品，选精矿又进行了二次浮选，其流程更复杂了，且浸出过程仅对铁、铝元素进行了部分除去，钾、钠元素没有得到有效去除。因此，找到一种工艺流程简单、浸出温度低、能耗低，常压下能够制备出SiO2纯度≥99.99％的高纯石英砂的生产方法，具有重要的经济效益和现实意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述技术缺陷，提出一种4N级高纯石英砂的制备方法，该方法能明显降低石英中的杂质元素含量，得到纯度较高的石英砂产品，且在制备过程中能耗低、工艺简单、易于操作，该方法解决了现有技术中高纯石英砂工艺复杂、能耗高的技术问题。
[0004]本专利技术提出了一种4N级高纯石英砂的制备方法，包括以下步骤：
[0005](1)将石英原料经高温煅烧后，进行水淬处理，水淬后洗涤干燥，得到中间矿物；
[0006](2)将步骤(1)得到的中间矿物进行超声波酸浸；
[0007](3)将超声酸浸后的酸性体系进行高温浸出，对高温浸出后的产物进行洗涤、干燥，即可得到4N级高纯石英砂产品。
[0008]进一步地，步骤(3)中，高温浸出的浸出压力为常压，浸出温度为30
‑
95℃，浸出时间为2
‑
8h。
[0009]进一步地，步骤(1)中，高温煅烧的温度为850
‑
950℃，煅烧时间为2
‑
4h。
[0010]进一步地，步骤(2)中，酸浸采用的混酸，混酸为盐酸和硝酸中的至少一种与氢氟酸的组合，混酸中盐酸的浓度为0.5
‑
3mol/L，硝酸的浓度为0
‑
1mol/L，氢氟酸的浓度为0.1
‑
1.5mol/L。
[0011]进一步地，步骤(2)中，混酸与中间矿物的液固比为1
‑
5:1。
[0012]进一步地，步骤(2)中，超声波酸浸在室温下进行，浸出时间为0.25
‑
2h。
[0013]进一步地，超声功率为200
‑
1500W。
[0014]进一步地，所述的4N级高纯石英砂中SiO2的含量≥99.99wt％，粒度为50
‑
180目。
[0015]进一步地，步骤(1)中，石英原料为SiO2含量≥99.5％的石英矿物。石英原料包括脉石英、石英岩、石英砂岩、花岗岩石英等。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0017](1)石英在高温煅烧状态下会发生晶型转变，使体积增大，石英晶体中原有的缺陷程度变得更加严重，同时石英原料中夹杂的云母、长石等杂质经高温矿相重构有利于酸浸除去，同时经过瞬间的水淬处理，晶体体积突然急剧变小，晶体缺陷处的的内力增大，进而促使晶体在缺陷处破裂，使得原石英中的包裹体和裂隙中的杂质暴露与颗粒表面，易于酸浸除去。
[0018](2)石英原料经煅烧水淬后在盐酸、硝酸和氢氟酸混合体系下进行常温常压超声辅助酸浸，可以有效将酸与石英充分接触，利于下一步浸出，可以极大提高浸出效率，有效减小酸用量和浸出时间，同时，经过借助超声波，可以显著降低用酸量，有效降低石英精矿中铁、钙等的含量。
[0019](3)超声酸浸后的产物进行高温浸出，常压浸出，浸出温度30
‑
95℃，浸出温度低，能耗低，可以简单高效地将石英中云母、长石等伴生矿物去除，同时可以有效打破金属M
‑
O键，去除晶格间的金属杂质。
[0020](4)本专利技术的方法相较于其他常温常压浸出方法相比，浸出酸用量小、浸出时间短，与热压浸出相比，工艺简单、易于操作、能耗低。本专利方法相较于其他浸出方法，铁、钠、钾等金属元素的去除率更高。
附图说明
[0021]图1为一实施例4N级高纯石英砂的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0023]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0024]参阅图1，本专利技术一实施例中提供一种4N级高纯石英砂的制备方法其包括如下步骤：
[0025](1)将石英原料经高温煅烧后，进行水淬处理，水淬后洗涤干燥，得到中间矿物；
[0026](2)将步骤(1)得到的中间矿物进行超声波酸浸；
[0027](3)将超声酸浸后的酸性体系进行高温浸出，对高温浸出后的产物进行洗涤、干
燥，即可得到4N级高纯石英砂产品。
[0028]其中步骤1中，石英原料为SiO2含量≥99.5％的石英矿物，包括脉石英、石英岩、石英砂岩、花岗岩石英等。
[0029]在其中一个实施例中，所述的煅烧温度为850
‑
950℃，所述煅烧时间为2
‑
4h。选择此温度范围的好处是可以促使石英发生晶型转变，使体积增大，石英晶体中原有的缺陷程度变得更加严重，同时石英原料中夹杂的云母、长石等杂质经高温矿相重构有利于酸浸除去本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种4N级高纯石英砂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将石英原料经高温煅烧后，进行水淬处理，水淬后洗涤干燥，得到中间矿物；(2)将步骤(1)得到的中间矿物进行超声波酸浸；(3)将超声酸浸后的酸性体系进行高温浸出，对高温浸出后的产物进行洗涤、干燥，即可得到4N级高纯石英砂产品。2.如权利要求1所述的一种4N级高纯石英砂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，高温浸出的浸出压力为常压，浸出温度为30
‑
95℃，浸出时间为2
‑
8h。3.如权利要求1所述的一种4N级高纯石英砂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，高温煅烧的温度为850
‑
950℃，煅烧时间为2
‑
4h。4.如权利要求1所述的一种4N级高纯石英砂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，酸浸采用的混酸，混酸为盐酸和硝酸中的至少一种与氢氟酸的组合，混酸中盐酸的浓度为0.5

【专利技术属性】
技术研发人员：伊跃军，刘磊，马亚梦，谭秀民，赵恒勤，
申请(专利权)人：中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，
类型：发明
国别省市：