[发明专利]硫铁矿型石英岩制备光伏玻璃用低铁石英砂的方法及酸洗提纯装置

说明书

技术领域

本发明属于非金属矿深加工技术领域，具体涉及一种硫铁矿型石英岩制备光伏玻璃用低铁石英砂的方法及酸洗提纯装置。

背景技术

随着人类社会的不断发展和科学技术的不断进步，以石油、煤炭、天然气为代表的一次能源在日渐减少，而其价格却持续高涨，且这些一次能源在使用过程中均会对环境造成很大的破坏，为此全世界范围内正在发生一场能源结构的深刻变革。太阳能作为一种最清洁、可持续使用的新型能源正扮演着非常重要的角色，太阳能光伏发电项目为各国政府大力支持发展的朝阳产业。作为太阳能光伏电池的关键部件之一的光伏超白玻璃基板，其透光率的高低直接影响到太阳能电池光电转换效率的高低，从而关系到光伏发电的使用性和经济性问题。要确保光伏超白玻璃的透光率在91.3%以上，就必须解决生产光伏超白玻璃的主要原料低铁石英砂（SiO₂≥99.0%,Fe₂O₃≤0.010%）生产工艺技术及装置问题。

以唐山金信世达硅业有限公司的石英石矿山为例，其矿石中有少量含有黄色、铜绿色、黑色的结晶硫铁矿物杂质。该矿物杂质一般都呈大小不一的颗粒分布在石英矿石的外表面或被包裹在石英矿石的内部，被包裹在石英矿石内部的硫铁矿物杂质，在人工选矿过程中难以发现，而且该杂质矿物有一个显著的特性：无磁性、易碎，一旦它流入加工程序后，就会在矿石制砂的过程中被碎成很多粒径细小的颗粒混杂在石英砂粒中难以除去，以致影响到该类矿石的深加工价值和企业的整体效益。

经检索，目前用硫铁矿型石英岩矿制备玻璃工业用石英砂的方法，如中国发明专利公开号为CN101967037A，CN101940975A ，CN101940976A等，均是将经破碎、筛分、磁选、后的矿物采用浮选或者机械擦除的办法分离出其中的硫铁矿物，而用浮选或者机械擦除的办法处理得到的石英砂纯度均达不到制备太阳能光伏玻璃用低铁石英砂中SiO₂≥99.0%,Fe₂O₃≤0.010%的要求。因此，如何科学合理地开发和利用好有限的石英矿产资源，开发出一种含硫铁矿型石英岩制备太阳能光伏玻璃用低铁石英砂的先进制备技术及装置，使之质量稳定且能大规模化的生产，以满足太阳能光伏玻璃行业对低铁石英砂的需求，是目前石英砂深加工行业的一项极其紧迫的课题和任务之一；国家工信部也为此在2012年1月4日把研发太阳能光伏玻璃用低铁石英砂的先进制备技术及装备，列为《新材料产业十二五重点产品目录》之中。

发明内容

本发明的目的就是提供一种工艺先进、装置设计科学合理、操作方便、自动化程度高、生产量大、产品质量稳定、生产成本低的硫铁矿型石英岩制备光伏玻璃用低铁石英砂的方法及酸洗提纯装置，以实现低铁石英砂的规模化大生产，达到科学、合理地开发和利用含硫铁矿型石英岩矿物资源来提升企业的经济效益和社会效益。

本发明的硫铁矿型石英岩制备光伏玻璃用低铁石英砂的方法，包括以下步骤：

（1）将矿山上选好的含硫铁矿型石英岩矿石清洗后破碎至粒径≤25mm，湿法制砂，将制好的砂浆经磁选、重力分选后筛分，收集24～120目砂浆再进行精洗、重力分选、磁选后脱水，进行下一步骤操作；

（2）将上步脱水后的砂子送入酸洗提纯装置的酸洗罐中，砂子加满酸洗罐后人工找平砂面，打开储酸罐阀门和耐酸泵控制开关，混合酸液经换热器加热后从酸洗罐底部缓慢加入酸洗罐中，当酸液从酸洗罐上部的溢流槽流入沉砂池时，调节酸泵的变频器控制酸液流量大小，使酸洗罐内的砂粒作上下翻滚运动，酸液从沉砂池上部回流管流入酸泵入口端的输酸管时，关闭储酸罐阀门，开始循环加热酸洗，经过1.5～2.5小时，混合酸液温度达到75～90℃后，保温循环酸洗3～4小时，酸洗完毕后开启真空装置脱除酸液回收套用，砂子用清水洗涤至pH=7后脱水，即得低铁石英砂，经检测，该低铁石英砂中SiO₂≥99.5%,Fe₂O₃≤0.010%；所述混合酸液为质量分数为10%的硝酸和质量分数为10～20%氟硅酸按体积比为1∶1混合制成。若想再提高低铁石英砂的纯度等级，可将所述低铁石英砂再用去离子水或电子级纯水精洗烘干后再用光电色选机色选，即可达到预期目的。

本发明中所述湿法制砂是用棒磨机进行湿法棒磨制砂。

本发明中所述磁选是用磁场强度为3000～15000高斯的磁选机进行磁选，所述重力分选是用跳汰机或螺旋溜槽或选矿摇床中的任意一种或两种组合；所述磁选、重选可根据选别效果重复一次或两次或多次。