[发明专利]一种石英尾砂提纯的生产方法

说明书

㈠技术领域：本发明涉及非金属矿的加工技术领域，尤其是一种石英尾砂提纯的生产方法。

㈡背景技术：石英砂是一种无机非金属材料，它广泛用于玻璃、陶瓷、耐火材料、铸造、化工、电子、电器、自来水过滤及无机硅酸盐等行业，其生产工艺是把石英石（岩）原矿用破碎机破碎到一定大小的块状后，再用制砂机或磨矿机制成一定粒度区间的颗粒。其生产的工艺主要有两种：一种是干法，一种是湿法。干法生产时，容易造成粉尘污染，生产工人容易患上矽肺病，国家严格限制该法生产；湿法是现在普遍的生产方法，它是把破碎后的矿石颗粒和水一起加到磨机中，用铁质或石质磨机进行磨碎。磨细的物料和水一起形成料浆，流出磨机。然后，再用水筛或水力分级装置进行分级，收集所需要的粒度区间的物料，即是合格的石英砂，在此过程中不符合要求的大粒径的颗粒返回磨机再磨或作为它用。小于一定粒径要求的颗粒物即是通常我们所称的尾砂流入沉淀池沉淀。由于该尾砂是在加工过程中经粉碎所形成的粒径较小的颗粒，其表面能和比表面积较成品砂的大，吸附能力也强，在水中的沉降时间长。因此，该尾砂所吸附的杂质也较多，这就是我们通常所看到的尾砂要比成品砂的颜色（白度）要深（低）的原因。根据生产经验：每生产一吨石英砂成品，需要1.2-1.4吨左右的石英原矿，产生0.2吨左右的尾砂。每个石英砂生产上规模的企业，每年有成千上万吨、甚至几十万吨的石英尾砂，如果尾砂没有回收利用好，企业不仅需要一定的场地堆放，给环境造成污染，而且还直接影响企业的整体经济效益。目前，国内只有屈指可数的几家企业采用浮选法提纯利用该尾砂，而浮选法只能除去一定量的机械铁质，却无法完全清洁干净尾砂颗粒表面所吸附的其他杂质，也无法从根本上解决尾砂的纯度、颜色和白度等问题，其使用范围受到很大的限制。现在，大多数石英砂生产企业都没有把尾砂进行深加工而加以利用，而是当做废料和垃圾处理，是因为到目前为止，我国还没有关于石英砂尾砂提高纯度和白度的合适技术。

㈢发明内容：本发明的目的就是为了解决现有石英砂生产过程中将尾砂做废料处理所造成的污染和采用浮选法处理尾砂得到的产品质量不高、适用范围受限制等问题而提供一种石英尾砂提纯的生产方法。

本发明的设计思想是：1.利用石英（其成分是SiO₂）尾砂颗粒粒径较小容易与碱液（如氢氧化钠或碳酸钠或氢氧化钾或碳酸钾的水溶液均可，以氯碱厂的氢氧化钠碱液为最经济）在加热的情况下，反应生成硅酸钠（钾）溶于水的特性来清洁其表皮；生成的硅酸钠（钾）溶液回收套用。2.利用热的无机酸（盐酸、硫酸、硝酸等均可，以硫酸为最优）液除去砂颗粒中表面吸附的碱质和铁质矿物杂质，从而达到提纯的目的。3.水洗过程中的含酸废水用石灰乳进行中和，中和后经沉淀后的清水再循环利用。其化学反应式是：

        碱洗过程的化学反应式是：

 2SiO₂   +  4 NaOH   =   2Na₂0.2SiO₂    +    2H₂O

2SiO₂   +  2Na₂CO₃  =   2Na₂0.2SiO₂    +    2CO₂

2SiO₂   +  4 KOH    =   2K₂0.2SiO₂     +    2H₂O

2SiO₂   +  2K₂CO₃   =   2K₂0.2SiO₂     +    2CO₂

酸洗过程的化学反应式是：

2Na₂0.2SiO₂   +   2H₂SO₄    =   2Na₂SO₄   +    2SiO₂

2K₂0.2SiO₂    +   2H₂SO₄    =   2K₂SO₄    +    2SiO₂