【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿物加工，特别涉及一种石英砂悬浮氯化焙烧提纯的处理方法。
技术介绍
1、高纯石英砂是指由天然石英矿物经过一系列物理和化学提纯技术生产的具有某种粒度规格的高纯非金属矿物原料，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物。高纯石英砂纯度高、品质好，生产的石英制品具有耐高温、耐腐蚀、低热膨胀性、高度绝缘性和透光性等优异的物理化学属性，被广泛用于光伏、电子、高端电光源、薄膜材料、国防科技等领域，是高端制造行业不可替代的原辅材料。目前可规模化量产的最高纯度可以达到99.999％(5n)及以上，全球能规模化量产5n级别的国家有限，主要集中在美国、挪威、日本、俄罗斯、英国、德国等国家。
2、目前我国高纯石英主要依赖进口，并且高纯石英砂不能规模化量产以及最终产品纯度和良品率低。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种石英砂悬浮氯化焙烧提纯的处理方法，通过对石英砂进行湿式磁选并增加悬浮氯化焙烧和酸洗，将石英砂产品杂质总量控制在10ppm以内，纯度达到99.999％以上，解决了我国量产高纯石英砂技术的不足和产品纯度低等问题同时满足了下游产业对高纯石英砂的品质要求和市场需求。
2、一种石英砂悬浮氯化焙烧提纯的处理方法，具体工艺步骤如下：
3、(1)破碎磨矿：将sio2含量超过85％的石英矿原料破碎成-10mm的粒度后洗矿，将洗矿后的物料送入一段格子型球磨机+溢流型球磨机两段磨矿，将矿石磨到5～50μm的超细石英砂；
4、(2)
5、(3)强磁选：采用永磁高梯度磁选机进行反磁选，除去矿中的弱磁性矿物并在一定程度上可以降低铝、钾、钠等杂质的含量；
6、(4)浮选：向反磁选完的石英砂矿浆中加入浮选剂，得到浮选后的矿浆；
7、(5)悬浮氯化焙烧：将脱水过滤浮选后的矿浆进行悬浮氯化焙烧，得到为焙烧后的石英颗粒；
8、(6)水淬：将焙烧后的石英颗粒迅速置于室温热水中冷却，溶去焙烧生成的易溶性物质，并通过对水加热到50～60℃加热0.5～2小时，以增加该部分可溶性物质在水中的溶解度；
9、(7)酸浸：将水淬后的石英颗粒加入酸浸槽，在100℃干燥高温的条件下迅速加入酸浸所用的混合酸，得到酸浸后的物料；
10、(8)水洗干燥：将酸浸后的物料用去离子水洗去酸液直至呈中性，干燥后进行真空包装，得到最终产品高纯石英砂。
11、进一步地，步骤(3)所述的磁场为12000～15000高斯。
12、进一步地，步骤(4)所述的浮选剂为dda(十二胺)，浮选条件为加热矿浆温度为55～60℃，用盐酸调节至ph值2.5。
13、进一步地，步骤(5)所述的悬浮氯化焙烧过程为：将脱水过滤浮选后的矿浆给入悬浮炉预热腔室，完成脱水预热后给入第一旋风分离器进行气固分离；固体物料进入悬浮炉加热腔室，加热腔室温度为1000～1200℃，固体物料完成加热后给入第二旋风分离器进行气固分离；固体物料进入悬浮炉反应腔室，再向腔室内通入氯化剂和氮气，固体物料与氯化剂发生氯化反应并在腔室内呈流态化运动停留时间在30～50分钟；固体物料所含碱金属杂质与氯化剂生成气态氯化物并由第三旋风分离器气固分离后进入布袋除尘，固体物料给入冷却器；在冷却器的石英砂与新通入的外界空气进行逆流换热，经换热后的冷却石英砂物料给入第四旋风分离器进行气固分离；固体物料给入水槽进行水淬，高温气体则返回系统提供热量。
14、进一步地，所述步骤(5)中，第一、二、三旋风分离器的烟气进入除尘装置，经除尘后的尾气通过烟囱排出；经第一旋风预热器预热后的物料温度为300～450℃，预热物料在悬浮加热炉内的停留时间为1～5min，经冷却后的物料最终出料温度≤200℃；反应腔室内通入的氯化剂为单一氯气，氮气作为流化风起带动物料行走的作用。
15、进一步地，所述步骤(5)中，悬浮氯化焙烧时的主要反应式为：
16、
17、进一步地，步骤(7)所述的混合酸为hcl:h2so4:hno3＝1:1:1，液固比4～5:1，hcl:h2so4:hno3浓度分别为5mol/l、4mol/l、5mol/l。
18、进一步地，步骤(7)所述的酸浸条件为：在40℃～80℃的条件下恒温搅拌3～20小时。
19、本专利技术方法的优点是：
20、(1)相比于传统干式磁选本专利技术采用湿式磁选，分选效率更高且能增加铁杂质的脱除率。
21、(2)通过预热及多段悬浮焙烧，能实现石英砂的加热、氯化反应和冷却分段进行，各阶段产品可控可调，从而将石英砂表面的碱金属、碱土金属等杂质尽可能脱除来提高石英砂纯度。并且设备工艺成熟能够连续不间断焙烧，热量利用率高，易实现工业化量产。
22、(3)本专利技术石英砂提纯工艺方法相比于传统工艺较简单且不繁琐，大大降低了提纯过程中的生产能耗，并且最终石英砂产品纯度高达99.999％以上，满足高端制造4n8甚至5n级别。
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1.一种石英砂悬浮氯化焙烧提纯的处理方法，其特征在于，具体工艺步骤如下：
2.根据权利要求1所述的石英砂悬浮氯化焙烧提纯的处理方法，其特征在于，步骤(3)所述的磁场为12000～15000高斯。
3.根据权利要求1所述的石英砂悬浮氯化焙烧提纯的处理方法，其特征在于，步骤(4)所述的浮选剂为DDA(十二胺)，浮选条件为加热矿浆温度为55～60℃，用盐酸调节至pH值2.5。
4.根据权利要求1所述的石英砂悬浮氯化焙烧提纯的处理方法，其特征在于，步骤(5)所述的悬浮氯化焙烧过程为：将脱水过滤浮选后的矿浆给入悬浮炉预热腔室，完成脱水预热后给入第一旋风分离器进行气固分离；固体物料进入悬浮炉加热腔室，加热腔室温度为1000～1200℃，固体物料完成加热后给入第二旋风分离器进行气固分离；固体物料进入悬浮炉反应腔室，再向腔室内通入氯化剂和氮气，固体物料与氯化剂发生氯化反应并在腔室内呈流态化运动停留时间在30～50分钟；固体物料所含碱金属杂质与氯化剂生成气态氯化物并由第三旋风分离器气固分离后进入布袋除尘，固体物料给入冷却器；在冷却器的石英砂与新通入的外界空气进行
5.根据权利要求4所述的石英砂悬浮氯化焙烧提纯的处理方法，其特征在于，所述第一、二、三旋风分离器的烟气进入除尘装置，经除尘后的尾气通过烟囱排出；经第一旋风预热器预热后的物料温度为300～450℃，预热物料在悬浮加热炉内的停留时间为1～5min，经冷却后的物料最终出料温度≤200℃；反应腔室内通入的氯化剂为单一氯气，氮气作为流化风起带动物料行走的作用。
6.根据权利要求1所述的石英砂悬浮氯化焙烧提纯的处理方法，其特征在于，所述步骤(5)中，悬浮氯化焙烧时的主要反应式为：
7.根据权利要求1所述的石英砂悬浮氯化焙烧提纯的处理方法，其特征在于，步骤(7)所述的混合酸为HCl:H2SO4:HNO3＝1:1:1，液固比4～5:1，HCl:H2SO4:HNO3浓度分别为5mol/L、4mol/L、5mol/L。
8.根据权利要求1所述的石英砂悬浮氯化焙烧提纯的处理方法，其特征在于，步骤(7)所述的酸浸条件为：在40℃～80℃的条件下恒温搅拌3～20小时。
...【技术特征摘要】
1.一种石英砂悬浮氯化焙烧提纯的处理方法，其特征在于，具体工艺步骤如下：
2.根据权利要求1所述的石英砂悬浮氯化焙烧提纯的处理方法，其特征在于，步骤(3)所述的磁场为12000～15000高斯。
3.根据权利要求1所述的石英砂悬浮氯化焙烧提纯的处理方法，其特征在于，步骤(4)所述的浮选剂为dda(十二胺)，浮选条件为加热矿浆温度为55～60℃，用盐酸调节至ph值2.5。
4.根据权利要求1所述的石英砂悬浮氯化焙烧提纯的处理方法，其特征在于，步骤(5)所述的悬浮氯化焙烧过程为：将脱水过滤浮选后的矿浆给入悬浮炉预热腔室，完成脱水预热后给入第一旋风分离器进行气固分离；固体物料进入悬浮炉加热腔室，加热腔室温度为1000～1200℃，固体物料完成加热后给入第二旋风分离器进行气固分离；固体物料进入悬浮炉反应腔室，再向腔室内通入氯化剂和氮气，固体物料与氯化剂发生氯化反应并在腔室内呈流态化运动停留时间在30～50分钟；固体物料所含碱金属杂质与氯化剂生成气态氯化物并由第三旋风分离器气固分离后进入布袋除尘，固体物料给入冷却器；在冷却器的石英砂与新通入的外界空气进行逆流换热，经换热...
【专利技术属性】
技术研发人员：王绍兴，张杰伟，刘强，
申请(专利权)人：上海逢石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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