[发明专利]高纯石英砂的制备方法

说明书

本发明提供一种高纯石英砂的制备方法，包括：A、以石英矿为原料，破碎、筛选；B、将破碎、筛选处理后的石英砂清洗并干燥处理；C、将干燥的石英砂磁选，得到预选石英砂精矿；D、将预选石英砂精矿反浮选；E、向反浮选的石英砂粗精矿中加入水、混合捕收剂、加入起泡剂并搅拌；F、刮泡、去离子水冲洗处理、过滤并干燥得到高纯石英砂精矿。本发明采用无氟浮选法代替传统的氢氟酸法，获取纯度高、质量佳的高纯石英砂，具有减少毒性、改善环境的有益效果。

技术领域

本发明涉及高纯石英砂的制备，更具体地说，本发明涉及以石英矿为原料制备高纯石英砂的方法。

背景技术

石英砂是石英石破碎加工而形成的石英颗粒，其主要成分是二氧化硅，二氧化硅是一种物理性质和化学性质均十分稳定，用途十分广泛的矿产资源，普通石英砂应用在玻璃、陶瓷、橡胶、铸造、化工、塑料冶金、建筑等领域，高纯石英砂通常是指二氧化硅含量在99.95％以上，主要应用于高新技术产业，如航空航天、生物工程、高频率技术、电子技术、光纤通信和军工等领域，随着半导体行业、新能源行业的飞速发展，使得高纯石英砂的需求量越来越大，因此利用各种分选提纯的手段从石英矿资源中分离高纯度的石英砂成为研究的重点，石英在成矿过程中，伴生着很多的杂质矿物，比如长石、云母、黏土矿等，杂质矿物中的铁、铝等金属元素严重影响了石英砂的品质，为了去除这些矿物以及杂质矿物中的金属元素，一般都采用煅烧、淬洗、酸洗、浮选等方式，使得石英矿石热胀冷缩后结构疏松，但是这些方法制备的石英砂普遍存在质量不佳、纯度不够、成本高等缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中的不足，提供一种制备高纯石英砂的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种制备高纯石英砂的方法，包括以下步骤：

A、以石英矿为原料，通过细辊破碎机进行破碎，制备成粒度为0.05-0.2mm的石英砂，经振动筛筛选后，得到粒度为0.06-0.11mm的石英砂；

B、向步骤A中的石英砂中加入擦洗助剂和水，进入擦洗机中清洗，清洗处理后真空干燥机干燥处理；

C、干燥的石英砂进入磁选机磁选，除去部分磁性杂质，得到预选石英砂精矿；

D、向预选石英砂精矿中加入水和调整剂制成石英砂矿浆进行反浮选，其中所述水和调整剂的质量比为10:1；

E、向反浮选的石英砂矿浆中加入水和混合捕收剂，搅拌30-45min，加入起泡剂，继续搅拌1-1.5h；

F、打开氮气阀，刮泡20-30min，去离子水冲洗处理后，过滤并干燥得到高纯石英砂精矿。

优选的是，其中，擦洗助剂以重量计份包括如下成分：水玻璃1-5份、表面活性剂0.2-1份、羟苯乙酯1-1.5份、丁基乙酰氨基丙酸乙酯0.1-0.5份、超纯水10-20份。

水玻璃由于优异的活性碱度和较高的pH缓冲指数，因此具有非常好的润湿性，擦洗助剂中表面活性剂中的活性分子在石英和杂质矿物颗粒表面发生化学吸附，从而有效降低矿物颗粒表面能和提高颗粒之间的电斥力，起到对颗粒的分散作用和对矿物颗粒之间的裂分作用，提高擦洗效果，羟苯乙酯中的羟基与丁基乙酰氨基丙酸乙酯中的羧基发生缩聚反应，加强石英表面的电负性并且形成空间位阻效应，进一步增强石英颗粒与矿物微细粒的静电排斥作用，从而提高石英砂颗粒中矿物细微粒的去除效果，为获取高纯石英砂提供良好的基础。

优选的是，擦洗助剂的制备方法包括以下步骤：在真空条件下向高压釜中加入超纯水和丁基乙酰氨基丙酸乙酯，再分别加入羟苯乙酯、水玻璃和表面活性剂，同时快速升温至60-70℃以500-550r/min搅拌30-50min，再升温至90-95℃并停止搅拌，保温3-4h后降温过滤干燥得到擦洗助剂。

优选的是，其中，表面活性剂包括溴化二甲基苄基十二烷基铵、氯化双二甲基季铵盐、十二烷基二甲基叔胺中的至少一种。