[发明专利]一种人造高纯石英石碾轮和碾盘及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于非金属矿物生产加工设备领域，具体涉及一种人造高纯石英石碾轮和碾盘及其制备方法。

背景技术

众所周知：石英砂的主要化学成分是二氧化硅，其他杂质的化学成分是：三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化铜、氧化铬……等；而石英砂中二氧化硅及铁质含量的高低是决定石英砂品质优劣的最重要的、最关键的指标之一；石英砂用量的高低，除了与自身的矿石有关外，还与其加工过程采用的方法、工艺等因素有着很大的关系。

目前我国石英砂的加工方式分为干法和湿法两种。干法生产工艺是：把石英原矿破碎至矿石粒径小于3厘米的颗粒直接用石质或铁质磨机研磨成0.8～0.1毫米区间的细小颗粒，然后根据需要筛分成不同粒级的产品。干法生产的优点是：产品不需要烘干，省去了烘干工序和费用，其最大的弊端是：在研磨和筛分分级过程中造成粉尘飞扬，不仅严重污染空气用量，而且还严重影响操作人员的身体健康，国家严格限制该法生产；湿法生产工艺是：把石英原矿破碎至矿石粒径小于15毫米的颗粒后和水一起加入湿法制砂设备中，石英矿石颗粒被粉碎至一定的粒度区间后随水一道从湿法制砂设备中溢流出来，再经磁选机磁选去铁、水筛或水力分级机进行分级，收集所需的粒度区间的颗粒，即是所需的石英砂。湿法最大的优点是：由于石英砂和湿法制砂设备是线接触，减小了过粉碎的产生且生产过程中没有粉尘飞扬，生产环境好于干法；其缺点是：用水量和排出的污水量大，需建回收套用设施，部分产品需烘干，增加了单位成本等。

我们常用的湿法生产设备有两种：一种是湿法棒磨机，一种是湿法轮碾机。湿法轮碾机是一种造价低廉、设备简单、运行费用低、使用历史较长，陶瓷厂一直沿用至今的经典磨矿设备之一。其碾轮和碾盘都是选用原料易得的花岗岩材料，其工作原理是：利用电机驱动两个碾轮在碾盘上运转，通过碾轮自身的重力和运转过程中的剪切力来粉碎碾盘上的物料，碾碎后的物料，被碾轮在运转时形成的旋流砂浆流出碾轮槽，再经过磁选机去铁质后，用水筛或水力分级设备收集所需的粒度区间的颗粒，即是所需的石英砂。由于碾轮大多采用花岗岩等硬度较高的材质，花岗岩的成分为：石英、长石、铁、钛、黑云母等组成，它在碾磨、粉碎石英颗粒的过程中自身也被磨损掉，而磨损后的花岗岩就残留在石英砂浆中无法通过磁选、浮选的办法从石英砂中完全分离出来，这样就会给生产出来的石英砂带来石质污染，即使通过化学的办法来提纯石英砂，也还是难以保证提纯后的石英砂的用量。湿法棒磨机的工作原理是：用钢棒作为磨介、以水为媒体，把破碎后的石英矿石颗粒从磨机一端喂入磨机，磨机中的钢棒通过磨机提升到一定高度后，落下来利用自身的重力或钢板运动的剪切力磨碎小石英颗粒至一定的粒度，然后细小的石英砂料浆从磨机另一端流出，钢棒在粉碎石英矿石的同时自身也被磨损，磨损过程中的铁质与水发生化学反应生成氧化铁浆膜，该浆膜被磨成的细小的、比表面积大和表面能大的石英砂颗粒吸附或包裹在其表面，形成一种极薄且牢固的膜层，该膜层是无法通过物理的办法完全除掉，这也就解释了为何棒磨出来的石英砂颗粒的颜色没有湿法轮碾出来的石英砂颜色白的原因。由此可见：湿法棒磨法生产出来的石英砂也引入了不小的铁质污染。而利用湿法轮碾机制砂给石英砂带来石质污染和利用湿法棒磨机给石英砂带来铁质污染是困扰石英砂和陶瓷行业几十年至今一直未得到彻底解决的问题。

因此，开发出一种无铁质及石质污染的制砂设备，取代传统的制砂设备不仅是本领域专业技术人员的一项全新课题，也为推动我国的石英砂深加工技术进步和提高加工后的石英砂产品纯度、树立和加强环保意识等方面有着重要的现实意义和经济价值。

发明内容

本发明的目的就是要解决目前石英砂生产过程中由于生产设备的缺陷，给石英砂带来石质污染及铁质污染，使石英砂品质下降的问题，提供一种用于石英砂轮碾机上的人造高纯石英石碾轮和碾盘及其制备方法。本发明的人造石英石碾轮和碾盘可直接安装在石英砂轮碾机上进行湿法制砂，由于碾轮和碾盘为人造高纯石英石，避免了制砂过程中给石英砂带来石质污染及铁质污染，再在后续工序中配合使用非金属材料的设备，即可实现整个石英砂生产过程无污染、无杂质的生产工艺。

本发明的一种人造高纯石英石碾轮和碾盘，由下述重量份的原料组成：

20～60目高纯石英砂                             15～30

60～100目高纯石英砂                            15～30

100～200目高纯石英砂                           15～30