[发明专利]一种利用脉石英生产超纯石英砂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿石冶炼领域，特别是一种利用脉石英生产超纯石英砂的方法。

背景技术

我国石英砂资源丰富，但是目前生产的高纯石英砂，SiO2 最高只能达到99.996％，其生产工艺是：原矿分选-破碎-煅烧-水淬-晾干-干法制砂-筛分-浮选-酸洗-水洗-烘干-磁选-检验合格-产品；并且产品质量不稳、产量不高；要发展我国的相关高科技产业，突破外国在该领域的技术壁垒限制，防止优质资源大量浪费，我国必须尽快进行超纯石英砂的生产工艺和设备进行研究，并早日完成工业化生产，以满足国内对超纯石英材料的需求。 

目前，我国提纯高纯度石英砂的常用的方法有两种：第一种方法是把砂子放于酸洗池中用无机酸液进行静态浸泡几天。第二种方法是石英砂放入酸洗容器中，用室温的无机酸液进行搅拌后浸泡几天。

上述生产过程中，其最大的弊端是：酸洗时酸液很难与石英砂颗粒均匀接触，其杂质也就很难与酸液充分接触而难被溶除，这样的酸洗工艺生产出来的石英砂，其产品质量根本无法保证；而采用常温酸液浸泡加机械搅拌的方法，似乎可以解决酸液与石英砂颗粒接触的均匀性和增加酸液与杂质的反应速度问题。

但是，由于石英砂颗粒是不规则的多菱角的几何状物，其硬度大、菱角锋利，在搅拌过程中磨损严重；它虽然增加了酸液与物料石英砂颗粒接触的均匀性和酸洗速度的问题，同时又带来了新的杂质污染问题。由此可见，在现有的石英砂提纯工艺中，由于没有很好的生产工艺和酸洗提纯装置，也就无法保证生产的产品质量的稳定性，同时生产效率也很低；为此，国内的很多从事石英砂提纯的生产企业自上个世纪80年代中期开始想办法解决上述的酸洗工艺和酸洗提纯装置问题，但由于多方面的原因至今没有很好的解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种能够大大减少生产过程中的污染，同时确保杂质含量达到超纯级的利用脉石英生产超纯石英砂的方法。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种利用脉石英生产超纯石英砂的方法，A.先将天然脉石英矿石用自来水进行人工精选去杂、精洗，选用二氧化硅含量大于99.80%；铝含量小于0.0050%；灼烧失量小于0.15% 的洁白无可见杂质的矿石作为原料；此料为精料1；还包括下述工艺步骤：

B.对精料1进行破碎，选取长度为30-50毫米大小的块料置于酸洗池中，用重量百分浓度为18-25%盐酸液浸没浸泡24小时，放掉酸液，先用自来水冲洗矿石到pH=6.5-7.0，再用去离子水洗至氯离子小于20ppm,沥干，再进行人工精选去杂，此料为精料2；

C.将精料2用铁质轮碾机或铁质制砂机进行湿法制砂、磁选、分级、重力选、精洗、收集30-140目的物料、脱水，即得半成品砂；此半成品砂即为精料3；而通过140目筛网下的砂浆，收集到浓密机处理，经浓密机沉淀处理后的清水再循环使用；

D.再把精料3放入水洗装置中，先用自来水清洗至中性，然后用去离子水进行精洗2-3次后脱水干燥；干燥后的物料为精料4；

E.把精料4再放入耐酸耐碱流化态提纯酸洗装置中的酸洗罐中，以重量百分浓度为20%的盐酸或硝酸为酸洗液，在微负压和80-100℃的温度下，在流化态的状态下保温提纯2-4小时，脱酸，水洗至中性，再分别用去离子水和电子级纯水洗涤到其洗水的电阻率与电子级纯水的电阻率相同后，脱水干燥；

干燥后的物料为纯度不低于99.99%，杂质Al,Fe,Cu,Ca,Mg,Co,Ni,Mn,K,Na,Li,B,P,Cr 的总含量小于100ppm 的石英砂；此料为精料5；

F.将精料5送入高温氯化装置中的预热罐中预热，在微负压的状态下，通过启动预热罐外层加热电极板进行加热，当预热罐中的温度达到573度时，保温半小时，继续加热，当温度达到600-650度时，将物料放入氯化罐中，并启动氯化罐外层加热电极板进行加热，当氯化罐内温度达到1000度时，开启真空系统，控制真空度在-0.03--0.07MPa之间，并开始通入氯气: 氯化氢=1:1的混合气体, 开启气体除尘装置，在1000-1350℃的温度下氯化0.5-2小时；再将氯化好的物料放入至流化冷却罐中，用鼓风机送入经多级净化的洁净的新鲜空气对其流化冷却至室温后，包装，即可得纯度不低于99.98%超纯石英砂；