【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及非金属矿提纯深加工，具体为一种无氟碱酸联合浸出生产低铁石英砂的方法。
技术介绍
1、伴随半导体、电子、光伏新能源等行业的迅猛发展，对石英砂(sio2)的质量要求越来越高，均要求低铁化(一般要求fe2o3小于0.010％)和高硅化(一般要求sio2大于99.50％)。
2、目前，生产低铁石英砂的方法主要有两种：
3、1、常规物理法处理工艺：对于优质的硅质原料，包括优质的脉石英矿、石英岩矿或进口的优质海砂等，加工方法主要为粉磨、分级、磁选、重选等物理工艺，主要是利用其自身的高硅、低铁品质进行生产加工；
4、2、酸浸工艺：对于普通的或质量较差的硅质原料，包括普通的脉石英、石英岩、石英砂岩、石英砂等，在通过步骤1处理后，质量难以达标，需要增加酸浸洗工艺：即在氢氟酸(hf酸)和草酸(h2c2o4)环境下对石英砂进行加温(一般在60-80℃)浸泡，通过长时间(一般5-48h)的化学溶解反应，再通过水洗除铁提硅。
5、方法1需要使用质量优异的硅质资源，但该类资源储量少，原矿成本高，随着资源的逐渐贫乏，以难以满足行业可持续发展的需求；方法2是在氢氟酸(hf酸)环境下生产，利用加温长时间反应浸出，存在反应时间长，质量不稳定，水处理成本高和【f-】离子的环境污染问题等。
6、研究表明，硅质原料石英砂在自然界的长期作用下，表面和裂隙中的fe2o3、al2o3矿物同sio2严重浸染，紧密共生。方法2正是利用hf酸对sio2的反应溶解作用，暴露同石英表面sio2共生的fe2o3、a
7、sio2+4hf＝sif4↑+2h2o ①
8、sif4+2hf＝h2sif6 ②
9、3h2sif6+fe2o3＝fe2(sif6)3↓+3h2o ③
10、3h2c2o4+fe2o3＝fe2(c2o4)3↓+3h2o ④
11、3h2c2o4+al2o3＝al2(c2o4)3↓+3h2o ⑤
12、同样，本专利技术利用烧碱(naoh)同石英(sio2)的反应形成水玻璃(na2sio3)，易于溶解在水中或实现剥离，为草酸、硫酸、盐酸等同fe2o3、al2o3矿物的反应提供更加有利的快速反应条件。基本反应方程为：
13、sio2+2naoh＝na2sio3+h2o ⑥
14、3h2c2o4+fe2o3＝fe2(c2o4)3↓+3h2o ⑦
15、3h2c2o4+al2o3＝al2(c2o4)3↓+3h2o⑧。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种无氟碱酸联合浸出生产低铁石英砂的方法，采用碱(烧碱或纯碱)对石英砂的溶解反应，在加热环境下，实现石英砂表面及裂隙中常见的fe2o3、al2o3类浸染矿物的剥离，或使其暴露在外；再由无机酸(草酸、盐酸、硫酸或硝酸等)同其反应脱除，从而达到去除fe2o3、al2o3的目的，解决了
技术介绍
中所提及的技术问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种无氟碱酸联合浸出生产低铁石英砂的方法，具体包括以下步骤：
3、步骤一、粗加工：入选石英砂原料为沉积石英砂岩矿经过“破碎-粉磨-中强磁选1(0.5t磁场)-高强磁选2(1.3t磁场)-高强磁选3(1.5t磁场)-分级”后，使得石英砂的颗粒符合需求；
4、步骤二、碱浸泡：采用碱对中分级后的石英砂进行浸泡，其中碱水循环使用，具体为将入选石英砂、加热后的循环碱水及补加的新碱水同时加入碱浸罐中反应，石英砂表面同碱形成na2sio3和泥质溶解或剥离，为下步酸浸反应提供新鲜表面；
5、步骤二中的碱为烧碱(naoh)或纯碱(na2co3)，步骤四中的酸为硫酸(h2so4)、草酸(h2c2o4)、盐酸(hcl)、硝酸(hno3)或其组合，但均为不含氢氟酸(hf)、氟化胺(nh4f)等含【f-】的药剂；
6、增加8台φ3500×6500mm碱浸泡罐进行生产，其中石英砂加入量为50t/罐，并采用烧碱(naoh)进行浸泡，碱液加入量为30m3/罐；碱液的配置浓度为9％，碱浸泡温度为70℃，浸泡时间为7h，增加1台30m2的真空带式过滤机脱碱水，按照“给料1h-给碱水1h-碱浸泡7h-放砂同时脱碱水2h”循环往复生产，总的碱浸生产工作总时间为11h/次。
7、步骤三、碱清洗：碱浸后的石英砂经过真空带式过滤机脱水，然后泵送至水力清洗机进行清洗，清洗后的石英砂再次经过真空带式过滤机进行即时脱水，具体为碱浸一定时间后，排入真空带式过滤机进行脱水，脱出的碱水进入碱水循环系统，沉淀后加热循环使用，便于实现更好的提纯效果和降低成本，石英砂进入碱清洗系统清洗掉na2sio3、残留的碱和泥质，并经脱水后给入酸浸；
8、步骤四、酸浸泡：碱浸洗脱水后的石英砂接入现有酸洗系统进行酸浸及清洗，其中酸水循环使用，具体为碱清洗过的石英砂、加热后循环酸水及补加的新酸水(h2c2o4/h2so4/hcl等溶液)加入酸浸罐中反应，石英砂表面及裂隙的fe2o3、al2o3矿物杂质同草酸(h2c2o4)反应形成的fe2(c2o4)3和al2(c2o4)3溶解或剥离，酸浸完成后，排入真空带式过滤机进行即时脱水，脱出的酸水进入酸水循环系统，沉淀后加热循环使用，便于实现更好的提纯效果和降低成本，碱水循环和酸水循环的沉淀物、泥浆水可以同时进入环保水处理系统有限中和，处理后达标排放或再回用；
9、在步骤四中，碱浸后的石英砂给入1台30m2的真空带式过滤机脱水，脱水后的石英砂泵送至一套φ2700×4200水力清洗机进行清洗，清洗后的石英砂流入1台30m2的真空带式过滤机即时脱水，因真空带式过滤机对碱液的抽滤比较彻底，残留碱液在7％以内，碱液总消耗量降低为15％；在步骤四中、采用草酸(h2c2o4)和硫酸(h2so4)联合进行浸泡，酸液加入量为30m3/罐；酸原液的配置总浓度为6％，其中草酸浓度为3.0％，硫酸浓度为3％，酸浸泡温度为70℃，浸泡时间为9h，增加1台30m2的真空带式过滤机脱碱水，按照“给料1h-给酸水1h-酸浸泡9h-放砂同时脱酸水2h”循环往复生产，总的酸浸生产工作总时间为13h/次，清洗后的石英砂送入现有脱水储存精砂库，因真空带式过滤机对酸液的抽滤比较彻底，残留酸液量在7％以内，酸液总消耗量降低为15％
10、步骤五、环保处理：碱水循环和酸水循环产生的沉淀物、泥浆水送入现有环保水处理系统处理，处理后达标排放或再回用以节约成本。
11、后处理：同改造前；精砂入库质量为：sio2：99.40％，al2o3：0.11％，fe2o3：0.0094％(94ppm)，颗粒度为：0.71mm-0.125mm≥95％；精砂的质量满足要求，精砂产量为600t/d，增加20％。
12、与现有技术相比具备以下有益效果：
13、一、碱酸两步法联本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无氟碱酸联合浸出生产低铁石英砂的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种无氟碱酸联合浸出生产低铁石英砂的方法，其特征在于：步骤二中的碱为烧碱或纯碱，步骤四中的酸为硫酸、草酸、盐酸、硝酸或其组合。
3.根据权利要求1所述的一种无氟碱酸联合浸出生产低铁石英砂的方法，其特征在于：在步骤二中，增加8台Φ3500×6500mm碱浸泡罐进行生产，其中石英砂加入量为50t/罐，并采用烧碱进行浸泡，碱液加入量为30m3/罐。
4.根据权利要求3所述的一种无氟碱酸联合浸出生产低铁石英砂的方法，其特征在于：碱液的配置浓度为9％，碱浸泡温度为70℃，浸泡时间为7h，增加1台30M2的真空带式过滤机脱碱水，按照“给料1h-给碱水1h-碱浸泡7h-放砂同时脱碱水2h”循环往复生产，总的碱浸生产工作总时间为11h/次。
5.根据权利要求1所述的一种无氟碱酸联合浸出生产低铁石英砂的方法，其特征在于：在步骤四中，碱浸后的石英砂给入1台30M2的真空带式过滤机脱水，脱水后的石英砂泵送至一套Φ2700×4200水力清洗机进行清洗，清洗
6.根据权利要求1所述的一种无氟碱酸联合浸出生产低铁石英砂的方法，其特征在于：在步骤四中、采用草酸和硫酸联合进行浸泡，酸液加入量为30m3/罐。
7.根据权利要求6所述的一种无氟碱酸联合浸出生产低铁石英砂的方法，其特征在于：酸原液的配置总浓度为6％，其中草酸浓度为3.0％，硫酸浓度为3％，酸浸泡温度为70℃，浸泡时间为9h，增加1台30M2的真空带式过滤机脱碱水，按照“给料1h-给酸水1h-酸浸泡9h-放砂同时脱酸水2h”循环往复生产，总的酸浸生产工作总时间为13h/次，清洗后的石英砂送入现有脱水储存精砂库。
...【技术特征摘要】
1.一种无氟碱酸联合浸出生产低铁石英砂的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种无氟碱酸联合浸出生产低铁石英砂的方法，其特征在于：步骤二中的碱为烧碱或纯碱，步骤四中的酸为硫酸、草酸、盐酸、硝酸或其组合。
3.根据权利要求1所述的一种无氟碱酸联合浸出生产低铁石英砂的方法，其特征在于：在步骤二中，增加8台φ3500×6500mm碱浸泡罐进行生产，其中石英砂加入量为50t/罐，并采用烧碱进行浸泡，碱液加入量为30m3/罐。
4.根据权利要求3所述的一种无氟碱酸联合浸出生产低铁石英砂的方法，其特征在于：碱液的配置浓度为9％，碱浸泡温度为70℃，浸泡时间为7h，增加1台30m2的真空带式过滤机脱碱水，按照“给料1h-给碱水1h-碱浸泡7h-放砂同时脱碱水2h”循环往复生产，总的碱浸生产工作总时间为11h/次。
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴建新，王铁铮，张乾伟，石倩倩，赵威，周新军，李佳，
申请(专利权)人：中建材玻璃新材料研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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