一种沉积相石英砂酸-脱酸-分级联合提纯方法与流程

本发明涉及矿物加工，具体为一种沉积相石英砂酸洗-脱酸-分级联合提纯方法。

背景技术：

1、沉积相石英砂主要包括风积相沙漠砂、河湖相石英砂以及黏土矿物伴生型石英砂，其中风积型沙漠砂在我国东北内蒙古通辽、吉林双辽及辽宁彰武地区储量巨大，其主要矿物组成为石英、含铁钾钠长石，以及少量的云母、锆钛砂；粒度为-0.71mm占比90％以上，受风化侵蚀及自然搬运影响，风积型沙漠砂中石英、含铁钾钠长石均具有较高的圆度，石英具有较高的硬度，含铁钾钠长石更易受风化作用影响，具有较多的晶体缺陷及较低的硬度。

2、风积型沙漠砂采用擦洗、重选、磁选工艺选矿预处理，得到强磁精砂的主要化学成分sio2含量一般不低于88％，al2o3含量一般不低于3％，强磁精砂再经中性或酸性石英反浮选(即长石正浮选)可以得到sio2含量不低于97％、al2o3含量一般不高于0.8％的浮选石英精砂，实际操作中尽可能提高浮选石英精砂sio2含量、降低al2o3、fe2o3含量。

3、受浮选选择性影响，浮选石英精砂中往往会残留少量含铁钾钠长石，是造成石英精砂sio2含量高的主要原因，其中，含铁钾钠长石在各粒度级别中均残留，往往需要通过静态或动态酸洗工艺进一步提硅、降铝、降铁。

4、目前，生产中酸洗工艺通常为“(静态、动态)酸洗→固液分离(酸回收)→中和、清洗→固液分离(脱水)”的酸洗工艺，其固液分离多采用带式真空过滤机、脱水筛方式，受有无喷淋水、喷淋水压力、滤布孔径、筛板孔径尺寸影响，往往造成酸溶液中残留含铝、铁矿物细粒、微细粒碎屑及络合物的残留，从而造成石英精砂的al2o3、fe2o3含量偏高，或通过长时间酸洗，直至含铁钾钠长石、高岭土颗粒等完全溶解成金属离子及其络合物状态，虽然达到石英砂提硅、降铝、降铁的效果，但造成过度酸洗，使酸性介质用量增加、酸洗时间过长，降低了酸洗效率，生产成本增加。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种沉积相石英砂酸洗-脱酸-分级联合提纯方法，解决了现有的酸洗工艺会造成过度酸洗，使酸性介质用量增加、酸洗时间过长，降低了酸洗效率，生产成本增加的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种沉积相石英砂酸洗-脱酸-分级联合提纯方法，包括以下步骤：

5、s1、将粒度组成为0.105mm-0.71mm含量占比不低于90％、sio2含量不低于97％的沉积相石英砂浸没在含酸溶液中进行酸化学溶蚀，其中酸性介质中，沉积相石英砂的酸化学溶蚀过程的固液比为1-3:1，实现方式包括但不限于静态溶蚀和动态溶蚀，其中优选动态酸化学溶蚀效率高于静态酸化学溶蚀，动态酸化学溶蚀的实现方式可以是机械搅拌、自磨翻转以及上升液流干预方式；

6、s2、动态酸化学溶蚀0.5-2.0小时后，将酸洗石英砂及含酸溶液进行固液分离，回收酸液并得到酸洗石英砂；

7、s3、将酸洗石英砂与中性水或碱性水溶液进行混合，将酸洗石英砂以质量浓度不高于30％的浓度进行水力分级、脱泥，溢流脱除＜0.105mm粒级矿物，得到含石英砂的底流；

8、s4、将含石英砂的底流进行脱水，即得到粒度组成为0.105mm-0.71mm、fe2o3含量不高于0.010％的低铁石英砂。

9、优选的，所述步骤s1中sio2含量不低于97％的沉积相石英砂是通过预处理得到的，预处理工艺包括但不限于擦洗、脱泥、分级、重选、磁选、擦洗-浮选，其中浮选精砂的主要矿物组成为石英，少量长石或黏土矿物如高岭土、膨润土，少量天然沉积相石英砂的sio2含量可直接超过97％，仍可参照此方法操作，sio2含量越高，al2o3、fe2o3含量越低，酸洗成本越低。

10、优选的，所述步骤s1中沉积相石英砂包括但不限于风积型沙漠砂、河湖沉积相石英砂及黏土矿物伴生型石英砂，所用的酸种类包括但不限于无机酸中的氢氟酸、盐酸、硫酸，以及有机酸中的草酸、柠檬酸，或有机酸与无机酸的混合酸(如氢氟酸、草酸)。

11、优选的，所述步骤s3中水力分级、脱泥的实现方式为上升水流型水力分级机、溢流型脱泥斗，其上升水流流量不低于11.5m3/h·m2，分别得到分级溢流和分级底流，分级溢流包含＜0.105mm粒级长石、黏土矿物碎屑及金属离子絮凝物，分级底流为含石英砂的矿浆。

12、优选的，所述水力分级机包括筒体，所述筒体的顶部固定连接有电机，且电机输出轴的一端通过联轴器固定连接有旋转轴，所述旋转轴表面的底部固定连接有螺旋叶片，所述旋转轴的表面且位于螺旋叶片的上方固定连接有蜗轮，所述筒体内壁的两侧之间转动连接有横杆，且横杆的中部固定连接有与蜗轮相啮合的蜗杆，所述横杆表面两侧的顶部与底部均固定连接有舢板，且舢板的表面开设有通孔。

13、优选的，所述筒体一侧的顶部连通有溢流管，所述筒体内壁一侧的顶部固定连接有限位框，且限位框内壁的底部活动连接有过滤网，所述过滤网设置在溢流管的溢流口处，所述过滤网的顶部设置有安装组件，用于对过滤网进行拆装。

14、优选的，所述安装组件包括与过滤网顶部固定连接的顶板，所述顶板活动连接在筒体顶部的一侧，所述筒体顶部的正面与背面均固定连接有固定杆，所述固定杆的顶端贯穿顶板并延伸至顶板的外部，所述顶板顶部的正面与背面均固定连接有环形座，且环形座的两侧均螺纹贯穿有螺纹杆，所述固定杆的两侧均开设有与螺纹杆相适配的螺纹槽。

15、优选的，所述筒体另一侧的底部连通有进水管，所述筒体表面的顶部连通有进料管。

16、(三)有益效果

17、本发明提供了一种沉积相石英砂酸洗-脱酸-分级联合提纯方法。具备以下有益效果：

18、(1)、该沉积相石英砂酸洗-脱酸-分级联合提纯方法，通过采用酸洗-分级联合提纯方法，在摩擦-酸化学溶蚀作用下，将分解或分散得到的细粒、微细粒长石碎屑及黏土矿物通过分级工艺快速分离，可显著降低酸性介质的消耗量、缩短提纯时间、提高低铁石英砂的生产效率和品质，有助于避免所述长石碎屑及黏土矿物过多转化为金属离子及络合物，降低杂质矿物及元素与水的分离难度，降低环保处理成本。

19、(2)、该沉积相石英砂酸洗-脱酸-分级联合提纯方法，在分级的过程中，螺旋叶片配合上升液流能够不断将底部沉积的石英砂向上翻动，同时调节机构带动舢板与物料进行搅拌碰撞，加快对细粒、微细粒长石碎屑及黏土矿物的分离，对物料的分离筛选更加均匀，提升分级的效率。

20、(3)、该沉积相石英砂酸洗-脱酸-分级联合提纯方法，通过在溢流口设置过滤网，防止石英砂粗粒随分离出的细粒矿物等一同流出筒体，同时将螺纹杆旋转出螺纹槽，能够通过顶板将过滤网抽出筒体，便于对其清理，防止过滤网堵塞。

技术特征：

1.一种沉积相石英砂酸洗-脱酸-分级联合提纯方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种沉积相石英砂酸洗-脱酸-分级联合提纯方法，其特征在于：所述步骤s1中sio2含量不低于97％的沉积相石英砂是通过预处理得到的，预处理工艺包括但不限于擦洗、脱泥、分级、重选、磁选、浮选。

3.根据权利要求1所述的一种沉积相石英砂酸洗-脱酸-分级联合提纯方法，其特征在于：所述步骤s1中沉积相石英砂包括但不限于风积型沙漠砂、河湖沉积相石英砂及黏土矿物伴生型石英砂。

4.根据权利要求1所述的一种沉积相石英砂酸洗-脱酸-分级联合提纯方法，其特征在于：所述步骤s3中水力分级、脱泥的实现方式为上升水流型水力分级机、溢流型脱泥斗，其上升水流流量不低于11.5m3/h·㎡。

5.根据权利要求4所述的一种沉积相石英砂酸洗-脱酸-分级联合提纯方法，其特征在于：所述水力分级机包括筒体，所述筒体的顶部固定连接有电机，且电机输出轴的一端通过联轴器固定连接有旋转轴，所述旋转轴表面的底部固定连接有螺旋叶片，所述旋转轴的表面且位于螺旋叶片的上方固定连接有蜗轮，所述筒体内壁的两侧之间转动连接有横杆，且横杆的中部固定连接有与蜗轮相啮合的蜗杆，所述横杆表面两侧的顶部与底部均固定连接有舢板，且舢板的表面开设有通孔。

6.根据权利要求5所述的一种沉积相石英砂酸洗-脱酸-分级联合提纯方法，其特征在于：所述筒体一侧的顶部连通有溢流管，所述筒体内壁一侧的顶部固定连接有限位框，且限位框内壁的底部活动连接有过滤网，所述过滤网设置在溢流管的溢流口处，所述过滤网的顶部设置有安装组件，用于对过滤网进行拆装。

7.根据权利要求6所述的一种沉积相石英砂酸洗-脱酸-分级联合提纯方法，其特征在于：所述安装组件包括与过滤网顶部固定连接的顶板，所述顶板活动连接在筒体顶部的一侧，所述筒体顶部的正面与背面均固定连接有固定杆，所述固定杆的顶端贯穿顶板并延伸至顶板的外部，所述顶板顶部的正面与背面均固定连接有环形座，且环形座的两侧均螺纹贯穿有螺纹杆，所述固定杆的两侧均开设有与螺纹杆相适配的螺纹槽。

8.根据权利要求5所述的一种沉积相石英砂酸洗-脱酸-分级联合提纯方法，其特征在于：所述筒体另一侧的底部连通有进水管，所述筒体表面的顶部连通有进料管。

技术总结本发明公开了一种沉积相石英砂酸洗‑脱酸‑分级联合提纯方法，包括以下步骤：S1、将粒度组成为0.105mm‑0.71mm含量占比不低于90％、SiO2含量不低于97％的沉积相石英砂浸没在含酸溶液中进行酸化学溶蚀，本发明涉及矿物加工技术领域。该沉积相石英砂酸洗‑脱酸‑分级联合提纯方法，通过采用酸洗‑分级联合提纯方法，在摩擦‑酸化学溶蚀作用下，将分解或分散得到的细粒、微细粒长石碎屑及黏土矿物通过分级工艺快速分离，可显著降低酸性介质的消耗量、缩短提纯时间、提高低铁石英砂的生产效率和品质，有助于避免所述长石碎屑及黏土矿物过多转化为金属离子及络合物，降低杂质矿物及元素与水的分离难度，降低环保处理成本。技术研发人员：张乾伟,王铁铮,石倩倩,赵威,吴建新,李春雷受保护的技术使用者：中建材玻璃新材料研究院集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13