[发明专利]一种提纯粉石英的方法

说明书

1.技术领域

本发明涉及到一种利用重力选矿法提纯粉石英的方法，属于矿物加工与超细粉体制备技术领域。

2.背景技术

粉石英矿是一种是由微晶质石英岩风化形成的新型硅质原料，具有粒度细、较易粉碎的特点。其主要化学成分为二氧化硅，含有少量的氧化铝、氧化铁、氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁等杂质。在我国南方的广西、江西、云南、重庆等省市都有粉石英矿发现。高纯超细石英粉广泛应用于电子电工材料、橡胶填料、油漆涂料填料等领域。目前制备高纯超细石英粉的方法主要是将脉石英简单提纯后经不同程度的粉碎而制得。而由于脉石英的硬度高，其超细粉碎较困难，且容易被污染。其洁净的粉碎、超细粉碎工艺技术一直是制约该行业发展的主要因素之一。因此，通过将粉石英资源提纯后制备高纯超细石英粉具有明显的优势。

目前对粉石英的提纯加工方法主要是将粉石英分散至一定的细度后，通过擦洗、浮选、磁选和酸洗等一系列加工工序来制备SiO₂含量达到99.6％左右的相关产品，且其粉碎工艺多为干法粉碎工艺。

本发明在对粉石英矿中各种杂质的赋存状态和含量等特征进行系统分析的基础上，利用各种杂质矿物的粒度均远小于石英颗粒的粒度的特点，提出了一种利用粉碎——分级相结合的方式提纯粉石英的方法。该方法具有简单易行、易于实现大规模工业化生产、成本低廉的特点。该方法对于综合利用粉石英资源和提升相关产业的整体竞争力具有重要的意义。

3.发明内容

将粉石英原矿与水按照质量比为2∶1配成浆料，在球磨机中研磨至200目；在粉石英浆料中加入粉石英质量0.3％～1.0％的聚丙烯酸钠或者六偏磷酸钠分散剂，在擦洗机中擦洗10min～30min，加水调节其质量浓度至20％～35％，搅拌均匀后沉降0.5h～2h，取沉淀物；将沉淀物与水配成质量浓度为60～75％的浆料，在介质搅拌磨中研磨至600目～800目；将研磨后的浆料加水配成质量浓度为5％～20％的浆料，用直径为25mm的旋流器分级三次，取沉淀物，该沉淀物的SiO₂含量可达99.0％～99.8％。该过程中产生的悬浮液用压滤机过滤后，水可以重复利用，而固体部分的主要矿物成分为石英、高岭土、伊利石和微量的长石，粒度分布在600目～800目之间，可以作为陶瓷、玻璃生产的原材料；将SiO₂含量达99.0％～99.8％的石英粉加水配成质量浓度为60％～75％的浆料，在介质搅拌磨中研磨至1250目～2500目，加水配成质量浓度为5％～10％的浆料，在直径为10mm～25mm的旋流器中分级三到五次，取沉淀物，该沉淀物的SiO₂含量可达99.90％～99.93％，细度达到1250目至2500目。该过程产生的悬浮液经过滤后固体部分的质量符合SiO₂含量大于99.0％的质量要求，水可以重复使用。

其工艺步骤及原理如下：

(1)将粉石英矿与水按照质量比为2∶1调制成浆，在球磨机中研磨至200目。球磨机需要用氧化铝陶瓷内衬或者氧化锆陶瓷内衬，研磨介质用氧化锆陶瓷球或者氧化铝陶瓷球；

(2)将研磨至200目的粉石英浆料擦洗15min～30min后加水调节质量浓度至20％～35％，加入粉石英质量0.3％～1.0％的聚丙烯酸钠或者六偏磷酸钠作为分散剂，搅拌均匀后沉降0.5h～2h，倒去悬浮液，取沉淀物；

(3)将上述沉淀物加水调节至质量浓度为60％～75％的浆料，在介质搅拌磨中研磨至600目～800目。介质搅拌磨应有聚氨酯内衬，研磨介质用直径为0.5mm～2.0mm的氧化锆陶瓷介质；

(4)将研磨至600～800目的粉石英浆料加水配成质量浓度为5％～20％的浆料，在直径为25mm的水力旋流器中分级3次，取沉淀物，该沉淀物的SiO₂含量可达99.0％～99.8％。水力旋流器的材质使用聚氨酯，分级压力应控制在0.2MPa～0.4MPa范围内，旋流器底流口的直径为2mm～5mm；

(5)将步骤4获得的石英粉加水配成质量浓度为60％～75％的浆料，在介质搅拌磨中研磨至1250目～2500目，然后加水配成质量浓度为5％～10％的浆料，在直径为10mm或25mm的旋流器中分级三到五次，取沉淀物，该沉淀物的SiO₂含量可达99.90％～99.93％，细度达到1250目至2500目；介质搅拌磨应有聚氨酯内衬，研磨介质用直径为0.5mm～1.5mm的氧化锆陶瓷介质；水力旋流器的材质使用聚氨酯或者氧化铝陶瓷，分级压力为0.4MPa～0.9MPa，旋流器底流口的直径为1.0mm～4.0mm；