[发明专利]一种利用石英尾砂生产高纯石英粉的工艺及装置

权利要求书

1.一种利用石英尾砂生产高纯石英粉的工艺，其特征在于包括以下步骤：(1)、测试石英尾砂中的杂质的含量，杂质包括Al₂O₃、Fe₂O₃，判断石英尾砂中Al₂O₃的含量是否大于2％；

(2)、对于Al₂O₃的含量≥2％的石英尾砂，将石英尾砂放入反应釜中，向反应釜中添加氢氟酸，开启搅拌对石英尾砂进行酸洗，酸洗完毕后将酸液脱除并回收，再对酸洗后的石英尾砂进行浮选，浮选后将石英尾砂洗涤至中性，离心脱水后备用；

对于Al₂O₃的含量＜2％的石英尾砂，将石英尾砂放入反应釜中，向反应釜中添加氢氟酸，开启搅拌进行酸洗，搅拌至石英尾砂中的Al₂O₃的含量＜0.1％，然后将酸液脱除并回收；将酸洗后的石英尾砂洗涤至中性，离心脱水后备用；

(3)、将步骤(2)中处理后的物料放入反应釜中，采用硝酸与氟硅酸的混合酸液进行酸洗，在70～90度的条件下酸洗3～6小时，以溶除物料中的铁质，最后把物料冷却至室温，脱除酸液并回收；

(4)、将上步骤中除去铁质后的石英尾砂用水洗涤至中性后脱水，再把物料放入反应釜中用浓盐酸进行酸洗，在60～90度的条件下酸洗3～6小时，脱除酸液回收套用；

(5)、将上步骤中脱除盐酸后的石英尾砂用水洗涤至中性后脱水，先分离出其中的120～200目以及200～400目的石英砂粉再用去离子水或电子级超纯水洗涤至石英砂粉中氯离子、硝酸根离子以及氟离子的总含量＜0.001％后脱水干燥；或者先用去离子水或电子级超纯水洗涤至石英砂粉中氯离子、硝酸根离子以及氟离子的总含量＜0.001％并脱水干燥后再分离出其中的120～200目以及200～400目的石英砂粉，即制得高纯石英粉。

2.根据权利要求1所述的利用石英尾砂生产高纯石英粉的工艺，其特征在于：步骤(1)中的石英尾砂若为新产出的石英尾砂，用清水漂洗并用离心机脱水至其中水分含量为5～8％，然后再测定杂质的含量；若为长期堆放的石英尾砂，则先进行打浆，再用清水漂洗并用离心机脱水至其中水分含量为5～8％，然后再测定杂质的含量；若为水分含量小于5％的石英尾砂，则直接测定杂质的含量。

3.根据权利要求1所述的利用石英尾砂生产高纯石英粉的工艺，其特征在于：步骤(2)中的浮选方法具体如下：以氢氟酸和碱液为调整剂，以十二胺为捕获剂，以2号油为起泡剂，在pH＝2.0～3.0的条件下浮选出矿物杂质。

4.根据权利要求1所述的利用石英尾砂生产高纯石英粉的工艺，其特征在于：步骤(3)中的混合酸液具体为浓度为20～40％的硝酸以及浓度为20～40％的氟硅酸按照1：1的体积比混合后的酸液。

5.根据权利要求1所述的利用石英尾砂生产高纯石英粉的工艺，其特征在于：步骤(5)中，分离出120～200目的石英砂粉后，剩余的石英砂粉再进行筛分，收集200～400目的砂粉，直接作为高纯超细硅微粉原料，用对撞式气流粉碎机将其粉碎到800～1000目或1000～2500目或2500～5000目，即制得高纯超细硅微粉。

6.一种用于权利要求1所述工艺中的装置，其特征在于：至少包括反应釜、真空脱酸系统、真空多级水吸收罐，所述的反应釜的内衬材质为铅板、聚四氟乙烯或碳化硅陶瓷，反应釜中在其内部距离釜底50～150mm处安装有与反应釜内衬材质相同的双层筛板，双层筛板中上下两层筛板的形状相同，且上下两层筛板之间设置有一块滤布或筛网，双层筛板中筛孔的直径为5～20mm，任意相邻的两筛孔之间的孔心距为40～60mm，双层筛板与釜底之间设置有用于支撑双层筛板的支撑柱，双层筛板的中心设置有一个与外部连通的圆筒状的出料口，所述出料口通过法兰盘与出料阀连接，反应釜的底部设置有一个用于酸液进出的酸液管，酸液管的外端上通过法兰连接有三通管，三通管的一端通过阀门连接进酸管，三通管的另一端通过阀门与真空脱酸系统连接；反应釜的釜壁上设置有用于蒸汽加热或水冷的夹套以及与夹套对应的阀门；反应釜的顶部釜盖上设置有一个铅质的冷凝器，所述冷凝器的上部设有一个管道，并通过管道与真空多级水吸收罐相连接，真空多级水吸收罐的末端与酸雾吸收塔系统相连，酸雾吸收塔系统的末端连接引风机；所述的釜盖上还安装有视镜、温度计、搅拌器以及人孔。