[发明专利]一种超白玻璃用石英原料提纯工艺在审

专利信息
申请号: 201510321157.9 申请日: 2015-06-11
公开(公告)号: CN104986773A 公开(公告)日: 2015-10-21
发明(设计)人: 姜妍彦;谢兵;胡志强 申请(专利权)人: 大连工业大学
主分类号: C01B33/12 分类号: C01B33/12
代理公司: 大连东方专利代理有限责任公司 21212 代理人: 赵淑梅;李馨
地址: 116034 辽*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 玻璃 石英 原料 提纯 工艺
【说明书】:

技术领域

发明涉及天然矿物原料提纯工艺,具体涉及到一种超白玻璃用石英原料提纯工艺,属于无机材料技术领域。

背景技术

超白玻璃作为一种新材料,以其高透光率、晶莹剔透和高雅灵秀的特性,在太阳能光伏产业、高档轿车、高级建筑、高档园艺建筑和高档家具等方面应用前景广阔。近几年,国家鼓励并支持绿色环保的新能源,因此太阳能光伏产业迅速崛起,超白玻璃作为太阳能电池封装玻璃和电极玻璃基片,由于含铁量仅是普通玻璃的1/10,甚至更低,而具备高透光率和高光电转换效率,在光伏发电装置中,发挥极大的作用。在建筑、园艺、高档家具等领域,也是由于其极低的铁含量,不仅确保了玻璃水晶般晶莹剔透,增加了审美与艺术价值,而且超白玻璃的自爆率仅为万分之一左右,远比普通玻璃(自爆率为千分之三左右)低得多,更增加了安全性,特别适用于重要建筑和高层楼房中,如北京奥运会的“鸟巢”、“水立方”体育场馆、上海世博会的“中国馆”、以及北京国家大剧院、南京中国艺术中心等。

基于超白玻璃的优异性能以及在绿色能源、高档轿车、高级建筑、高档园艺和高档家具中不可替代的地位,未来生产量及需求量将大幅度升高,这就使超白玻璃用原料的大规模使用出现瓶颈。因为生产超白玻璃用量最大的石英原料矿源及储藏量极其有限,而低品位石英矿源却十分充裕,要解决这个发展瓶颈,满足超白玻璃对生产原料的高规格要求,研发各种石英原料深加工技术,提高石英原料品位势在必行。石英原料中存在各种杂质,如Fe、Al、K、Na、Ca等,而在超白玻璃生产中最有害的杂质虽然只有铁杂质,但它既可以游离的形式存在,也可以薄膜、晶格替代或夹杂矿的形式存在,需要通过一系列的工艺过程才能有效去除。

总之,为满足市场对超白玻璃越来越大的需求量,开发出一种提纯效果显著、简单、安全和快速的工艺,将低品位石英矿物中Fe杂质含量降低到超白玻璃用石英矿物标准(w(Fe)≤80×10-6或w(Fe2O3)≤150×10-6),成为现今各大院校和企业研究的热点和难点。

发明内容

针对现有技术的不足,本发明提出了一种提纯效果显著、简单、安全和快速的以普通低品位石英原料制备超白玻璃用石英原料的工艺;降低石英原料中Fe杂质含量,石英原料经提纯加工w(Fe)≤80×10-6,适用于工业化生产,满足超白玻璃生产的实际需要。

本发明技术方案概述如下:

一种超白玻璃用石英原料提纯工艺,依次包括以下工序:

1).破碎:将石英原料经粗、中、细碎后,得到的颗粒中粒径为0.1~0.8mm的不小于94.5%;达到超白玻璃生产用原料粒度要求;

2).磁选:将破碎后的石英砂物料经高强度磁场磁选;

3).煅烧:将磁选后的石英砂物料在马弗炉中煅烧;

4).混酸酸浸:将煅烧后的石英砂物料在无机混合酸中酸浸,在酸浸的同时加入物理辅助条件,加速酸浸反应,减少酸浸时间;

5).清洗并烘干:将酸浸后的石英砂物料用去离子水清洗,再进行脱水烘干。

步骤4)中,其中煅烧后的石英砂物料与无机混合酸、水的重量比为50:12~20:80~120,酸浸时间为2~7h;在酸浸的同时采用超声波处理;

进一步地,在上述技术方案中,工序1)中,石英原料破碎后的粒度要求:颗粒的粒径范围和含量:粒径<0.1mm占0~5%,粒径介于0.1~0.15mm占8~13%,粒径介于0.15~0.25mm占70~80%,粒径介于0.25~0.8mm占8~13%,粒径>0.8mm占0~0.5%。

进一步地,在上述技术方案中,工序2)中,所用磁铁为钕铁硼强力磁铁,磁场强度为2000~4000GS。

进一步地,在上述技术方案中,工序3)中,马弗炉中煅烧温度为300~600℃,升温速率为3~10℃/min,保温时间为0.5~3.5h。

进一步地,在上述技术方案中,工序4)中,所用的无机酸有:盐酸(浓度30%~40%)、硫酸(浓度85%~98%)和硝酸(浓度55%~68%);所加无机酸体积比为盐酸:硫酸:硝酸=6~8:5~7:1~3;加入适量去离子水配置成矿浆浓度为30%~60%的酸浸液;混酸酸浸时间为2~7h;所加物理辅助条件为超声波,在混酸酸浸时利用超声波产生的协同效应施加于石英砂颗粒,加速酸浸反应。

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