一種高純石英砂磁選除鐵工藝的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種高純石英砂的磁選除鐵工藝，在高純石英砂傳統磁選除鐵工藝的基礎上，通過化學鍍的方法在石英砂顆粒表面沉積磁性金屬，以便增加石英砂顆粒的磁性，使原本含鐵鎳鈷等磁性雜質極低的、不能被磁選機分離的石英砂也能通過磁選分離開來，然后經過酸浸工序溶解去除石英砂表面的磁性物質，從而達到更加徹底的除鐵效果。本發明以簡單的方法便可以將高純石英砂中的鐵、鈷、鎳等磁性雜質通過磁選、酸浸后輕易地去除到0.1ppm以下，不但可以提高高純砂的品質，也能大大的降低高純砂對石英礦的選礦及磁選場強的要求。
【專利說明】一種高純石英砂磁選除鐵工藝
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高純石英砂的提純領域，具體涉及一種磁選工藝。
【背景技術】
[0002] 隨著國內電子工業如集成電路、IT產業如光導光纖以及家電、電光源、新型能源如 太陽能等對于石英玻璃需求用量的不斷增加，高純石英砂的市場需求量隨之增加。其年復 合增長率已過30%，遠遠高出一般工業品的增長速度。這些領域對原料高求非常苛刻，允許 的雜質含量非常低，其SiO 2含量要求高達99. 995 %以上，在用熔煉或冶煉方法生產這些專 用材料時，通常選用天然水晶為原料。然而天然水晶資源日趨枯竭，使得國內外都在努力尋 找替代品，其中最有希望的是用普通硅質原料制備高純石英砂，以高純或超純石英砂替代 水晶。由于研究開發力度不夠，我國高【技術領域】用高純石英砂長期依賴從美國進口，價格昂 貴并且隨著需求量的增加還在不斷上漲。國產高純石英砂市場缺口很大，隨著相關高新產 業快速發展，高純石英砂的市場需求量越來越大，市場前景十分看好。
[0003] 高純石英砂的提純是多道工藝的結合，通常有煅燒、磁選、浮選、酸浸、高溫氯化 等，其中磁選是去除石英砂雜質效果最明顯，最容易實現的工藝，能輕易的將石英砂中磁性 礦物分離開來，是一種非常有效的提純手段，是高純石英砂生產企業必備的工藝之一（冉 紅想，張振權.GCG型干式電磁感應輥強磁選機在高純石英砂生產中的應用[J].有色金屬 (選礦部分）.2007 (3) 43-46.)。然而，高純石英砂原料中磁性礦物總體含量很低，即使經強 磁選機磁選過后，仍有部分殘余。顆粒在磁場中受到的力與磁場強度和自身的磁性強度成 正比，要想含磁性雜質低的顆粒能夠順利通過磁選分離，增強磁選機磁場強度是一種方法， 也是高純石英砂企業通行的方法，然而磁選機磁場強度達到一定程度后受設備限制很難再 有大幅提高，對于分離含有微量磁性雜質的石英砂仍心有余而力不足，導致產品中的鐵含 量、雜點等問題居高不下，嚴重影響產品的質量。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種以傳統工藝為基礎，并解決傳統工藝"磁選一浮選一 酸浸"過程中磁選石英砂分離磁性礦物不徹底問題的工藝，通過該工藝可使磁性雜質降至 0. Ippm以下。本發明的目的通過以下技術方案得以實現：
[0005] 本發明的技術方案提供了一種高純石英砂磁選工藝，在磁選前通過化學鍍的方法 在石英砂表面沉積2. 0_30ppm的磁性物質，磁選過后再經過酸浸方法去除所沉積的磁性物 質；其中，所述酸浸的溶液由l-5mol/L鹽酸、l-3mol/L硝酸和l-3mol/L氫氟酸構成，酸浸 的溫度為40-80°C，酸浸的時間為10-50小時。
[0006] 根據本發明上述技術方案提供的工藝，在一些實施方式中，磁性物質選自金屬鐵、 鈷、鎳。
[0007] 在另一些實施方式中，磁性物質選自金屬鎳。
[0008] 根據本發明上述技術方案提供的工藝，在一些實施方式中，使用酸性化學鍍鎳或 堿性化學鍍鎳方法對石英砂進行鎳金屬的沉積。
[0009] 在另一些實施方式中，酸性鍍鎳方法的化學鍍液由10_50g/L的氯化鎳、20_60g/L 的硫酸鎳、10_40g/L的次磷酸鈉、5-20g/L的乙酸鈉、2-15g/L的硼酸、5-150g/L的谷氨酸及 10-30g/L的蘋果酸構成，溫度為70-KKTC，pH為3-6,鎳沉積時間為l-15min。
[0010] 在另一些實施方式中，酸性鍍鎳方法的化學鍍液由15-30g/L的氯化鎳、30-40g/L 的硫酸鎳、l〇_27g/L的次磷酸鈉、7-12g/L的乙酸鈉、8-10g/L的硼酸、8-10g/L的谷氨酸及 15-25g/L的蘋果酸構成，溫度為85-95°C，pH為4-6,鎳沉積時間為2-10min。
[0011] 根據本發明上述技術方案提供的工藝，在一些實施方式中，沉積的磁性物質為金 屬鎳，含量為4. 0-20ppm。
[0012] 根據本發明上述技術方案提供的工藝，在一些實施方式中，磁選所用的磁場強度 為 5000-30000GS。
[0013] 在另一些實施方式中，磁選所用的磁場強度為10000-25000GS。
[0014] 根據本發明上述技術方案提供的工藝，在一些實施方式中酸浸所用溶液由 2. 5mol/L鹽酸、I. Omol/L硝酸和I. Omol/L氫氟酸構成，動態酸浸溫度為50-70°C，時間為 30小時。
[0015] 本發明所述的酸性化學鍍鎳方法和堿性化學鍍鎳方法分別表示鍍液為酸性和堿 性的化學鍍法。
[0016] 根據本發明上述技術方案提供的工藝，發明人優化后實施方式如下：
[0017] 在磁選前，先用化學鍍液在石英砂表面鍍上一定量的金屬鎳，化學鍍液由15-30g/ L氯化鎳、30-40g/L硫酸鎳、10-27g/L次磷酸鈉、7-12g/L乙酸鈉、8-10g/L硼酸、8-10g/L谷 氨酸及15_25g/L蘋果酸構成，溫度為85-95°C，pH為4-6,時間2. O-lOmin，金屬鎳的含量為 4. 0-20ppm，其含量根據石英砂原本磁性礦物含量來定，可通過化學鍍的時間來控制；
[0018] 在磁選的傳統工藝基礎上，將鍍過鎳的石英砂進行磁選，磁選機若為干式則需要 在磁選前將石英砂清洗烘干；
[0019] 磁選后，將石英砂置于2. 5mol/L鹽酸+1. Omol/L硝酸+1. Omol/L氫氟酸的混合溶 液中，在50-70°C內，動態酸浸30小時，將原來沉積在石英砂表面的磁性金屬去除掉；
[0020] 酸浸后，將石英砂取出清洗干凈備用。
[0021] 本發明提供的高純石英砂磁選工藝的益處在于：
[0022] (1)通過化學鍍的方法增加石英砂顆粒磁性，使原來含磁性雜質極低的石英砂也 可以通過磁選分離開來。
[0023] (2)增強石英砂顆粒磁性可以彌補磁選機磁場強度難以提高的難題，降低對磁選 機設備的要求。
[0024] 本發明的技術方案提供的工藝適用于粒度在60-160目范圍內，石英砂Si02含量 >99. 9%,的所有商純石央砂。
[0025] 除非明確地說明與此相反，否則，本發明引用的所有范圍包括端值。例如，"酸浸溫 度為50-70°C "表示浸酸溫度的范圍a為50°C彡a彡70°C。
[0026] 本發明使用的術語"或"表示備選方案，如果合適的話，可以將它們組合，也就是 說，術語"或"包括每個所列出的單獨備選方案以及它們的組合。例如，磁性物質"選自金屬 鐵、鈷或鎳"表示磁性物質選自金屬鐵、鈷、鎳的一種或其一種以上的組合。
【具體實施方式】
[0027] 以下所述的是本發明的優選實施方式，本發明所保護的不限于以下優選實施方 式。應當指出，對于本領域的技術人員來說在此發明創造構思的基礎上，做出的若干變形和 改進，都屬于本發明的保護范圍。
[0028] 實施例1
[0029] 原料為湖北大別山所產石英砂，粒度為60-160目，雜質化學成份如下（ppm):
[0030]
【權利要求】
1. 一種高純石英砂的磁選除鐵工藝，其特征在于，在磁選前通過化學鍍的方法在石英 砂表面沉積2. 0-30ppm的磁性物質，磁選過后再經過酸浸方法去除所沉積的磁性物質；其 中，所述酸浸的溶液由l_5mol/L鹽酸、l-3mol/L硝酸和l-3mol/L氫氟酸構成，酸浸的溫度 為40-80°C，酸浸的時間為10-50小時。
2. 根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述的磁性物質選自金屬鐵、鈷或鎳。
3. 根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述的磁性物質為金屬鎳。
4. 根據權利要求2或3所述的工藝，其特征在于，使用酸性化學鍍鎳或堿性化學鍍鎳方 法對石英砂進行鎳金屬的沉積。
5. 根據權利要求4所述的工藝，其特征在于，所述的酸性鍍鎳方法，其化學鍍液由 10-50g/L的氯化鎳、20-60g/L的硫酸鎳、10-40g/L的次磷酸鈉、5-20g/L的乙酸鈉、2-15g/ L的硼酸、5-150g/L的谷氨酸及10-30g/L的蘋果酸構成，溫度為70-100°C，pH為3-6,鎳沉 積時間為l_15min。
6. 根據權利要求4所述的工藝，其特征在于，所述的酸性鍍鎳方法，其化學鍍液由 15-30g/L的氯化鎳、30-40g/L的硫酸鎳、10-27g/L的次磷酸鈉、7-12g/L的乙酸鈉、8-10g/ L的硼酸、8-10g/L的谷氨酸及15-25g/L的蘋果酸構成，溫度為85-95°C，pH為4-6,鎳沉積 時間為2-10min。
7. 根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述的磁性物質為金屬鎳，含量為 4. 0-20ppm〇
8. 根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述磁選的磁場強度為5000-30000GS。
9. 根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述磁選的磁場強度為10000-25000GS。
10. 根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述酸浸的溶液由2. 5mol/L鹽酸、 1. Omol/L硝酸和1. Omol/L氫氟酸構成，酸浸的溫度為50-70°C，酸浸時間為20-40小時。
【文檔編號】C23C18/36GK104353548SQ201410560010
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月20日 優先權日:2013年10月21日
【發明者】楊華, 鄧仁卿, 胡燈紅, 陳開敏 申請人:東莞市長安東陽光鋁業研發有限公司