[发明专利]一种石英砂分选提纯工艺系统

说明书

技术领域

本发明涉及高纯度石英砂制备技术技术领域，具体属于一种石英砂分选提纯工艺系统。

背景技术

高纯二氧化硅是一类极为重要的光电子材料，广泛应用于半导体、光纤通汛、激光和航天等高技术领域。随着这些领域的迅速发展，对高纯二氧化硅中杂质含量的要求更为严格，对高纯二氧化硅的需求量亦日益增加。目前我国所需的高纯二氧化硅大部分依赖进口。因此，采用石英砂提纯技术，获得高纯二氧化硅，是满足我国高技术领域对高纯硅需求的有效途径，对促进我国国民经济发展具有重要的意义。

石英砂中含有铁杂质，若要得到熔融硅微粉，必须将这些铁杂质去掉。而现有技术中制备熔融硅微粉时，常常采用磁选工艺，但这只能将清除包括连生体颗粒在内的磁性矿物,如赤铁矿、褐铁矿、黑云母、钛铁矿、黄铁矿和石榴石等杂质矿物，而对于石英砂颗粒表面的薄膜铁或浸染铁的去除效果，并不理想。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供了一种石英砂分选提纯工艺系统，采用对石英砂及酸液进行加热，加热后的石英砂与酸液不断混合形成一定温度的含酸物料，含酸物料通过混合机的不断运转而进入酸洗容器中，并被不断地提升随后下落，在提升和下落过程中，含酸物料被充分搅拌和相互摩擦，其搅拌和摩擦产生的热量维持酸洗的温度，提高酸洗除杂效果；防止离子在洗涤过程中产生沉淀，使石英砂中杂质含量进一步降低。

本发明采用的技术方案如下：

一种石英砂分选提纯工艺系统，其特征在于：包括以下步骤：

S1、选矿，将矿石整理分选，将选出的各级次矿块分别堆放或装入临时包装袋或周转箱中待冲洗处理；

S2、洗矿，将选好的矿石放入网格箱中，再置入清洗池中清水浸泡用高压水冲洗，清洗冲洗干净，以表面肉眼观察无明显杂质为准，滤水待下一工序处理；

S3、煅烧，将干净的块石倒入煅烧炉进料料斗，煅烧炉炉温设置为二区860℃，一区900℃，炉温达到设定值时启动提升机将块石倒入炉中，出料时以块石煅烧发红为准；

S4、水淬，将煅烧发红的块石由出料推杆推出，经出料通道落入冷却水池中急冷，使矿石结构变得疏松以利于下道工序粉碎；冷却后将块石及时取出倒入网格箱中滤水，利用余热自然干燥；

S5、粉碎，将煅烧后的矿石经颚式破碎机粉碎至8-10mm粒度大小，将8-10mm的粒石经对辊磨机粉碎至0.4-0.1mm的砂粒，被粉碎的物料由尼龙周转箱接装转运至振动筛或搅拌清洗系统。

S6、筛分，将粉碎后的石英砂分为60目以上、60目-120目、120目-200目；

S7、石英砂清洗，石英矿石经浸泡、冲洗、煅烧、水淬、粉碎、筛分形成砂后需进入搅拌冲洗系统，进行二次清洗和多次高纯水清洗；

S8上料：先打开石英砂放料阀门，加入高纯度盐酸，按水溶液的5-8％加入，随后打开酸液放料阀门，酸液与石英砂不断混合形成热含酸物料，此处加热温度为60℃-80℃，自动温控，搅拌反映20分钟-30分钟，沉淀，排去酸溶液，加超纯水适量，搅拌清洗；

S9酸洗：进入酸洗容器的热含酸物料在酸洗容器中不断被提升、下落，同时向酸洗容器出料口移动，在此过程中石英砂与酸液持续充分搅拌并相互摩擦，石英砂被酸液充分酸洗提纯，酸洗提纯后的石英砂携带酸液被持续排出酸洗容器；

S10脱酸：采用脱水筛或离心机脱除已被排出酸洗容器的石英砂中的酸液；

S11、干燥将石英砂装入烘盘，烘箱温度设定为180℃，调至自动控制，升温至设定温度，保温3小时，停止加热，1小时后开门取出被烘干物料进入下道工序；

S12、磁选，将被烘干物均匀到入磁选机进行磁选。

所述的将S10脱酸的废水：不排放，循环使用，挖筑蓄水池，弱酸的溶液浓度小于3％，采用膜分离技术分离酸液重复利用，超纯水的冲洗排放液：PH值为5.5-7.5，可做超纯水的原水反复使用。

所述的S8加入高纯度盐酸，同时加有氢氟酸，盐酸与氢氟酸重量比7：3。

与已有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明采用对石英砂及酸液进行加热，加热后的石英砂与酸液不断混合形成一定温度的含酸物料，含酸物料通过混合机的不断运转而进入酸洗容器中，并被不断地提升随后下落，在提升和下落过程中，含酸物料被充分搅拌和相互摩擦，其搅拌和摩擦产生的热量维持酸洗的温度，提高酸洗除杂效果；防止离子在洗涤过程中产生沉淀，使石英砂中杂质含量进一步降低，同时在保证产品高质量提纯的前提下，实现了石英砂酸洗提纯的连续生产。

具体实施方式