【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種石英坩堝生產用高純石英砂的制備工藝。
技術介紹
1、高純石英是制備光導纖維、石英坩堝、大口徑石英管、單晶和多晶硅的重要原料，并在光纖通信、光伏、功能陶瓷、電子、航空航天等高新技術產業中具有不可取代地位。高純石英質量主要受到二氧化硅含量、雜質金屬含量和粒度三個方面的影響，一般認為高純石英是二氧化硅含量大于99.9％的α-石英或β-石英；高純石英粒度在105μm以上的稱為石英砂，105μm以下的稱為石英粉，其對金屬雜質和流體包裹體含量也有特殊要求，幾乎不允許li、na、k、ca、fe、mn、ti、b、p和羥基水的存在，對al等雜質金屬含量也有嚴格要求。高純石英砂通常指總雜質元素含量小于50μg/g的石英粉體。其中各主要雜質的含量分別為：al<30μg/g，ca<5μg/g，na<8μg/g，k<8μg/g，li<5μg/g，fe<3μg/g，ti<10μg/g。石英坩堝用高純石英砂的制備工藝流程一般為：將石英礦依次經過顎式破碎機、圓錐破碎機、制砂機及洗砂機后制得；或者：將石英巖依次經破碎、磨礦、擦洗、磁選、浮選、酸洗及氯化焙燒后制得。還有將石英礦依次經脫泥斗清洗、擦洗機擦洗、滾筒篩篩分、重選設備、螺旋溜槽、磁選機磁選、脫水后制得。目前采用的較多的制備工藝其主要處理工序包括磁選、浮選、酸浸出工序。林敏在《礦產綜合利用》2017年10月第5期上發表的論文《我國高純石英制備技術現狀》中提到：劉理根等以硅石為原料，采用磁選－浮選－酸浸處理工藝，脫除其伴生的雜質，使石英砂精礦中的si
2、公開號為cn112777600b的專利：一種超高純石英及其制備方法。該制備方法包括依次進行的石英預處理、表面雜質清洗、表面缺陷增加、石英晶格金屬雜質的擴散偏聚及表面雜質偏聚區剝蝕步驟；石英晶格金屬雜質的擴散偏聚步驟采用焙燒進行處理，表面雜質偏聚區剝蝕步驟采用氫氧化鈉進行處理。其未使用氫氟酸、氯氣、氟化氫氣體等對環境不友好或危險性高的物質，對環境友好；且鹽酸浸出步驟和氫氧化鈉浸出步驟產生的廢液可以互相中和，可極大程度地減少石英工業廢水處理成本，但暫不適合工業應用推廣。公開號為cn112456502a的專利：一種高效節能環保的高純石英砂的制備工藝，包括如下步驟：(1)預處理：稱取石英砂巖，將石英砂巖置于陶瓷坩堝中，放入馬弗爐中由室溫升溫至800～900℃后保溫2～3h，取出后倒入冷水中進行水淬，然后烘干；(2)破碎篩分；(3)磁選；(4)擦洗；(5)浮選：(6)酸洗：將上述浮選后的石英砂進行酸洗，得到高純石英砂。其通過預處理、破碎篩分、磁選、浮選、酸洗處理后得到高純石英砂，粒級為0.1mm～0.3mm的高純石英砂的sio2含量提高到99.995％以上，fe2o3、al2o3的含量低于0.001％和0.001％。其處理步驟比較多，效率不高，仍有改進空間。公開號為cn115872407a的專利：出一種4n級高純石英砂的制備方法，包括以下步驟：(1)將石英原料經高溫煅燒后，進行水淬處理，水淬后洗滌干燥，得到中間礦物；(2)將步驟(1)得到的中間礦物進行超聲波酸浸；(3)將超聲酸浸后的酸性體系進行高溫浸出，對高溫浸出后的產物進行洗滌、干燥，即可得到4n級高純石英砂產品。但根據現有技術的記載““擦洗”的目的在于去除吸附在石英粗糙表面和孔隙的泥漬以提高浮選效果，應用于低品位石英的提純。對難選、高品位礦石的“煅燒、水淬”可以使得石英中的礦物包裹體和流體包裹體由于熱應力的作用暴露出來”，所以其對礦石原料的要求較高，需要高品位礦石。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于，克服現有技術中存在的缺陷，提供一種石英坩堝生產用高純石英砂的制備工藝，將石英巖或石英礦人工或機械斷續加入破碎設備，破碎后輸送，斷續加入的方式符合破碎設備的較佳進料方式；因為一次性進料太多或一直連續進料很可能導致破碎設備的進料斗或進料口卡料，反而降低效率。
2、為實現上述目的，本專利技術的技術方案是設計一種石英坩堝生產用高純石英砂的制備工藝，由如下依次進行的工藝步驟構成：
3、s1：現場石英礦采集處理：將石英礦斷續加入初步破碎設備進行初步破碎；
4、s2：破碎后輸送至磨礦工序磨礦，磨礦后擦洗；
5、s3：擦洗后浮選，浮選后酸洗。將石英巖或石英礦人工或機械斷續加入破碎設備，破碎后輸送，斷續加入的方式符合破碎設備的較佳進料方式，因為一次性進料太多或一直連續進料很可能導致破碎設備的進料斗或進料口卡料，反而降低效率。在現場石英礦或石英巖采集處理時，在現場就初步破碎然后再運輸，將初步破碎設備作為輸送起始端的進料位，雖然輸送效率上由于斷續進料的方式而有所降低，并且如果結合初步破碎設備的改進，可以省去磁選工序，節省整個工藝流程所需設備，減少工序、提高效率。另外，現場初步破碎后減小了輸送設備上的物料重量的不均衡問題，提高了輸送設備的使用壽命。另外，本工藝的設置只是把后面的斷續加入步驟提前到了前面(按照一般的處理工藝過程：現場采集后輸送、破碎、磨礦、擦洗、磁選、浮選、酸洗，而在破碎時本來就需要斷續進料而非一直進料)，所以并未降低效率。
6、進一步的技術方案是，在擦洗工序與浮選工序之間還設有磁選工序。
7、進一步的技術方案是，初步破碎設備為顎式破碎機；初步破碎后得到粒徑大于2mm的物料；初步破碎設備置于輸送設備上方且位于輸送設備的輸送起始端處。
8、進一步的技術方案為，磨礦時間為0.5～2min；磨礦介質采用圓柱形鋼鍛介質。在磨礦初期，鋼鍛介質的粉碎速率要大于鋼球介質，這與碎礦與磨礦理論相符，充分發揮了鋼鍛介質同時具有點、線接觸的優點；經研究表面：對于2mm左右粒度的石英砂可以采用短圓柱形鋼鍛介質對其進行快速研磨，同時避免過磨造成不必要的浪費。
9、進一步的技術方案為，顎式破碎機由破碎腔、機架前面板、機架后面板、減速電機、與減速電機通過皮帶相連的帶輪、帶輪輪軸上固定設置的偏心軸構成；破碎腔由動鄂板、靜鄂板及兩塊相對設置的頰板構成；頰板外固定連接設置機架側板；動鄂板與偏心軸相連；靜鄂板與機架前面板固定相連；
10、靜鄂板由面向動鄂板的板體部分和遠離動鄂板的豎板構成，板體部分的牙型底面設有與牙型平行的條形槽，條形槽的寬度小于破碎腔排礦口的尺寸，豎板上正對條形槽的部分設置磁選部件的置放槽。偏心軸采用鍛造的重型偏心軸，保證顎式破碎機的優良質量及長使用壽命。條形槽的寬度更準確地說，小于顎式破碎機排礦的平均粒徑，而且是遠小于排礦的平均粒徑，避免在破碎過程中石英礦碰撞磕碰到磁選部件(磁選部件的硬度與強度是遠不及鄂板的強度硬度及耐磨性的)。磁選部件為固定在置放槽內的電磁鐵或插設在置放槽內的永磁體(如條形磁鐵)。在顎式本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.石英坩堝生產用高純石英砂的制備工藝，其特征在于，由如下依次進行的工藝步驟構成：
2.根據權利要求1所述的石英坩堝生產用高純石英砂的制備工藝，其特征在于，在所述擦洗工序與浮選工序之間還設有磁選工序。
3.根據權利要求1或2所述的石英坩堝生產用高純石英砂的制備工藝，其特征在于，所述初步破碎設備為顎式破碎機；初步破碎后得到粒徑大于2mm的物料；初步破碎設備置于輸送設備上方且位于輸送設備的輸送起始端處。
4.根據權利要求3所述的石英坩堝生產用高純石英砂的制備工藝，其特征在于，磨礦時間為0.5～2min；磨礦介質采用圓柱形鋼鍛介質。
5.根據權利要求3所述的石英坩堝生產用高純石英砂的制備工藝，其特征在于，所述顎式破碎機由破碎腔、機架前面板、機架后面板、減速電機、與減速電機通過皮帶相連的帶輪、帶輪輪軸上固定設置的偏心軸構成；破碎腔由動鄂板、靜鄂板及兩塊相對設置的頰板構成；頰板外固定連接設置機架側板；動鄂板與偏心軸相連；靜鄂板與機架前面板固定相連；
6.根據權利要求4所述的石英坩堝生產用高純石英砂的制備工藝，其特征在于，所述擦洗工
7.根據權利要求6所述的石英坩堝生產用高純石英砂的制備工藝，其特征在于，所述浮選工序為：將上述擦洗后的石英砂加入浮選機中，通過pH值為2～4的浮選溶液對石英砂進行浮選；浮選溶液是由5％的稀硫酸、胺類捕收劑組成的溶液以用于浮選云母；然后用鹽酸調整礦漿PH值到4-5，以磺化石油作捕收劑浮選含鐵礦物，最后用氟氫酸調整PH值到2-3，用胺作捕收劑，浮選長石；浮選機的轉速為2200-2300r/min，浮選時間為20～30min。
8.根據權利要求7所述的石英坩堝生產用高純石英砂的制備工藝，其特征在于，所述酸洗工序為：石英砂置于混合酸溶液中進行酸浸處理；混酸中鹽酸的濃度為0.3-2mol/L，氫氟酸的濃度為0.1-1.8mol/L，硝酸的濃度為0.1-1.3mol/L；混酸與中間礦物的液固比為1-5:1，混合酸溶液的溫度為15～30℃，酸浸時間為50～70h，酸浸后用水沖洗。
...【技術特征摘要】
1.石英坩堝生產用高純石英砂的制備工藝，其特征在于，由如下依次進行的工藝步驟構成：
2.根據權利要求1所述的石英坩堝生產用高純石英砂的制備工藝，其特征在于，在所述擦洗工序與浮選工序之間還設有磁選工序。
3.根據權利要求1或2所述的石英坩堝生產用高純石英砂的制備工藝，其特征在于，所述初步破碎設備為顎式破碎機；初步破碎后得到粒徑大于2mm的物料；初步破碎設備置于輸送設備上方且位于輸送設備的輸送起始端處。
4.根據權利要求3所述的石英坩堝生產用高純石英砂的制備工藝，其特征在于，磨礦時間為0.5～2min；磨礦介質采用圓柱形鋼鍛介質。
5.根據權利要求3所述的石英坩堝生產用高純石英砂的制備工藝，其特征在于，所述顎式破碎機由破碎腔、機架前面板、機架后面板、減速電機、與減速電機通過皮帶相連的帶輪、帶輪輪軸上固定設置的偏心軸構成；破碎腔由動鄂板、靜鄂板及兩塊相對設置的頰板構成；頰板外固定連接設置機架側板；動鄂板與偏心軸相連；靜鄂板與機架前面板固定相連；
6.根據權利要求4所述的石英坩堝生產用高純石英砂...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳夢楠，陳懷斌，
申請(專利權)人：連云港神匯硅材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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