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石英砂加工工艺及流程

发布:lyglonghui 浏览:2025次

石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒,石英石是一种非金属矿物质,是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物,其主要矿物成分是SiO2,石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状,硬度7,石英砂是重要的工业矿物原料,非化学危险品,广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及耐火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料等工业。石英砂生产行业属于传统的建材行业,目前,国内石英砂生产行业所固有的“高耗能、技术陈旧、产品质量低”等问题,

一、高纯石英砂生产工艺

(1)水洗脱泥

“高纯硅材料精细加工及综合利用项目”破碎后产生的小于 3cm 的石英块矿在储存于堆场前,为减少起尘先用水喷淋矿石,然后储存于堆场用篷布遮盖。生产时首先对矿石进行深度水洗脱泥,表面潮湿的原料矿石在转运过程不会产生粉尘,由手动液压叉车转运至洗矿机,加水搅拌清洗,洗净矿放入内表面用尼龙板覆盖和打孔的翻斗小推车,由压缩空气对小车内块矿鼓风加速水分流出,水分含量极少、自然挥发,待无明显滴水后,推至进料斗,皮带输送至洗净容量 60t 内衬微晶玻璃的块矿料仓进行储存,等待下一步煅烧水淬处理。

(2)煅烧水淬

石英矿煅烧电炉为台车式,加热元件为硅碳棒,石英由不锈钢托盘盛装,由取料叉放入煅烧炉内煅烧,煅烧温度 950~1100℃,保温 3 小时由取料叉迅速出炉,速度倾倒进准备好的冷水箱进行水淬,在石英砂没有完全冷却的时候,把水槽排水孔打开,石英砂的余热温度还会超过 200℃,利用余温把剩余的水分蒸发,装袋备用。硅碳棒是用高纯度绿色六方碳化硅为主要原料,按一定料比加工制坯,经2200℃高温硅化再结晶烧结而制成的棒状、管状非金属高温电热元件。氧化性气氛中正常使用温度可达 1450℃,连续使用可达 2000 小时,本工艺煅烧温度

950~1100℃,硅碳棒不会出现气化现象,故煅烧电炉工作时仅有少量水蒸气排出。

(3)两级粗破

粗破采用氧化锆颚式破碎机两级破碎,水洗脱泥小块料仓内的矿石由电磁振动给料机给一级破碎机进料斗供料,经过一级破碎后,通过下料溜槽进入二级破碎机进料斗,粗碎后的矿石进圆振筛,6mm 以上颗粒返回二级颚式破碎机进一步破碎,1mm 以下硅微粉分袋包装后入细料仓库暂存,合格粒度 1~6mm 的石英颗粒通过皮带输送至内衬 PP 板的 60t 料仓,等待下一工序处理。

(4)摇床重选

1~6mm小颗粒料仓底部配有振动给料机,下料口输送至摇床进料斗,通过振动给料机给矿浆斗供料,矿浆斗边进料边进水同时不停搅拌,矿浆连续流入摇床矿浆槽,进行摇床重选,用摇床加适当水流可以有效减少云母含量。

(5)离心脱水

摇床重选结束的含水合格砂颗粒装蛇皮袋,每袋装 50 斤左右,扎上袋口装入转运托盘,由手动液压叉车转运到离心脱水处,人工装到离心式脱水机进行甩

第一章 建设项目概况

干脱水,每次可甩 6 袋,尽量均匀放置,袋内水分含量极少、自然挥发,甩干的颗粒砂装袋扎口,每袋 50kg,手动液压叉车运转入库等待进行下一步色选。

(6)电脑色选

色选采用德国 SBS 的色选机,利用高感光的 CCD 传感器对石英颗粒进行分辨,对有颜色或杂色的石英颗粒,采用气动喷嘴去除,经色选后的石英颗粒质量要求无肉眼可见杂质和带颜色颗粒,装袋,登记编号,入库。

(7)细碎制粉

细碎制粉选用一台内衬聚氨酯的粉碎机,石英加入后,先在粉碎机的破碎腔周围形成厚厚的积料,后续原料通过离心力的加速,在瞬间获得巨大的动能冲向积料,实现石英与石英的自我碰撞而达到粉碎目的,石英在自我剧烈的碰撞中,伴随着高速的对流、湍流,使原料产生自我磨擦,边、角、棱均被磨掉、针状被磨断、片状被磨碎,产生颗粒度规则的石英砂,粉碎的颗粒经直线振动筛分得40~160 目产品,先经永磁选再经电磁选后包装入库等待下一步的浮选。

(8)浮选、酸洗

将磁选精砂运至提纯楼三楼进行浮选,浮选采用波轮式浮选机,浮选剂选用十二胺和石油磺酸钠,浮选完毕,将浮选机内矿浆直接放入酸洗反应釜进行酸洗。石英砂浮选工段主要去除云母、长石、含铁矿物杂质。云母的可浮性很好,其零电点为 0.4,石英零电点为 1.3~3.7,云母表面荷负电,石英表面少量荷正电或不带电荷,胺类阳离子捕收剂能够吸附云母随气泡上浮排出。以阴离子石油磺酸钠为捕收剂,含铁矿物在弱酸性条件下疏水上浮排出。石英与长石矿物物化性质相当,仅长石解离后暴露出来的铝离子使其与石英表面性质产生差异。长石表面荷负电,并且利用活化剂与铝离子结合,形成沉淀物覆盖在长石表面使其疏水。在胺类阳离子捕收剂吸附作用下疏水上浮排出。酸洗采用盐酸、硝酸、氢氟酸的混酸进行,去除石英颗粒里面的杂质,酸洗完毕再用去离子水洗,直至清洗干净,整个酸洗过程不与外界接触,避免杂质的引入。

酸洗原理:利用 37%盐酸、65%硝酸、40%氢氟酸三种混合酸的酸性,与石英砂中的金属氧化物发生反应,生成相应的盐类,以 Fe2O3为例,可能发生的化学反应有:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O  Fe2O3+6HNO3=2Fe(NO3)3+3H2O,而氢氟酸在酸洗过程中的作用,主要是与石英发生发应,打开石英间的裂隙与晶格,使盐酸与硝酸能充分与金属氧化物发生反应,氢氟酸与石英反应的化学方程式为:SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O

(9)氯化提纯

酸洗后的石英砂,由上料电梯提升至四楼储存,由手动液压叉车运转至提纯炉进料间,利用四楼楼板间高差直接给提纯炉进料斗给料,通过料斗下方的电磁振动给料机给提纯炉系统给料,在提纯炉内完成高温氯化等一系列提纯综合处理,再由水淋石英管对石英砂进行冷却,冷却石英砂由振动给料机下料,纸桶包装,按批次取样检测,出库。氯化提纯原理:高纯石英砂氯化工艺采用的是沸腾氯化,又称流态化氯化,是利用氯化氢、氯气等流体的作用将石英砂颗粒悬浮起来,使石英砂颗粒具有流体的某些表观特征,强化了气-固、液-固、气-液-固间的接触,在特定的条件下完成化学反应,金属氯化物所具有的低熔点、高挥发性,是氯化可以实现提纯的关键。