[发明专利]一种对石英矿石酸浸废液的循环利用方法

说明书

本发明公开了一种对石英矿石酸浸废液的循环利用方法，将石英矿石在含有盐酸、硝酸、硫酸、草酸的酸浸溶液中浸泡以除去金属杂质，并用含有聚乙烯亚胺的碱性溶液和去离子水冲洗酸浸过后的石英矿石，将酸浸废液与冲洗石英矿石后的废液混合，后加入聚乙烯醇，体系中聚乙烯亚胺和聚乙烯醇两种聚合物发生团聚沉淀同时络合了体系中金属离子，除去沉淀，得到的酸性溶液即为可循环利用的酸浸溶液；通过本发明的方法实现了对酸浸废液的循环利用，操作工艺简单可行，减少了长期大规模生产中对酸消耗量。

技术领域

本发明涉及酸性废液处理领域，特别涉及一种对石英矿石酸洗废液的循环利用方法。

背景技术

石英砂是石英矿石经破碎加工而成的石英颗粒，石英矿石作为一种非金属矿物质，具有机械性能强、化学性质稳定的特性，其主要矿物成分是二氧化硅。随着石英砂在铸造、冶金、橡胶、磨料、陶瓷、建筑等传统行业以及航空航天、IT、通讯、太阳能电池等高新行业的广泛应用，社会生产对石英砂的需求量越来远大，从而对石英矿石的开采量也日益增大。由于刚开采出来的石英矿石表层粘附有铁、铝、磷、钛、钾、钙等杂质，其纯度及质量难以达到石英砂产品生产的要求，所以对石英矿石的除杂是石英砂生产工艺的关键。

对开采出的石英矿石通常会依次采用破碎、水洗、磁选、酸浸、水洗、脱水、烘干等工艺进行初步加工，通常经过初步加工的石英矿石能够除去90％以上的杂质，达到普通石英砂的质量标准。在石英矿石的初步加工过程中磁选主要是为了除去机械铁、磁铁矿等强磁性杂质以及褐铁矿、赤铁矿、黑云母等弱磁性杂质；对石英矿石表面粘附的铁、铝、钙等金属杂质元素的去除主要是采用酸浸，所用酸浸中主要含有盐酸、硫酸、硝酸、草酸、氢氟酸等。酸浸液在处理石英矿石之后酸度降低，溶液中含有多种可溶性金属盐，难以有效酸浸其他石英矿石，从而多作为酸性废液被简单中和后而排放，不仅会对环境造成严重污染，而且对酸浸废液中各种酸以及金属元素存在着较大的浪费。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明用特殊的高分子聚合物对石英矿石酸浸废液进行处理，通过简单的工艺处理实现了酸浸液的循环重复利用。

本发明所涉及的石英矿石在酸浸之前经过了破碎、水洗以及磁选步骤，酸浸前矿石中二氧化硅含量在80～90％、铁含量≥0.1％，石英矿石的粒径小于20mm。

1)将石英矿石浸于含有盐酸、硝酸、硫酸、草酸的酸浸溶液中，在60～65℃下浸泡并搅拌8～10小时，收集浸泡石英矿石后的酸性废液；

2)分别用含有聚乙烯亚胺的碱性溶液和去离子水冲洗石英矿石，使石英矿石表面呈中性，将两次冲洗后的废液合并收集，得到碱性废液；

3)在搅拌条件下，将步骤2)所得碱性废液缓慢加入步骤1)所得酸性废液中，得到凝胶状态的混合液；

4)在90～95℃水中溶解聚乙烯醇，并将该聚乙烯醇溶液滴入步骤3)所得凝胶状混合液中，得到团聚的滴状凝胶球和酸性溶液；其中，滴入聚乙烯醇溶液时所述凝胶状混合液被不停地搅拌；

5)将滴状凝胶球过滤分离，用硫酸调节酸性溶液，该酸性溶液作为步骤1)中所述酸浸溶液使用。

优选的是，步骤1)中所述酸浸溶液中各酸组分的浓度如下：

优选的是，步骤1)中所述石英矿石与酸浸溶液的固液体积比为1∶2～2.5。

优选的是，步骤2)中所述碱性溶液中聚乙烯亚胺的浓度为6～8wt％。

优选的是，步骤2)中所述冲洗石英矿石的碱性溶液、去离子水与石英矿石的液固体积比为1～1.2∶0.5～0.6∶1。

优选的是，步骤4)中所述聚乙烯醇溶液的浓度为18～20wt％。

优选的是，步骤4)中所述聚乙烯醇溶液滴入的体积是凝胶状混合液的20～25％。