一种生产高纯石英粉的耦合纯化工艺
阅读说明：本技术 一种生产高纯石英粉的耦合纯化工艺 (Coupling purification process for producing high-purity quartz powder ) 是由 陈海燕 于 2020-12-27 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种生产高纯石英粉的耦合纯化工艺,包括如下步骤：1)粗选；2)浸泡；3)煅烧；4)水淬；5)球磨；6)磁选；7)焙烧；8)酸洗；9)浮选；10)水洗；11)烘干。所述纯化工艺将石英粉的生产与纯化流程进行耦合,在生产搞得过程中进行纯化,得到高纯度石英粉,生产工艺简单,生产成本低。(The invention provides a coupling purification process for producing high-purity quartz powder, which comprises the following steps: 1) roughing; 2) soaking; 3) calcining; 4) water quenching; 5) ball milling; 6) magnetic separation; 7) roasting; 8) acid washing; 9) flotation; 10) washing with water; 11) and (5) drying. The purification process couples the production of the quartz powder with the purification process, and the quartz powder is purified in the production obtaining process to obtain the high-purity quartz powder, and the purification process has the advantages of simple production process and low production cost.)
技术领域
本发明属于石英粉生产纯化领域，具体地，涉及一种生产高纯石英粉的耦合纯化工艺。
背景技术
石英粉（同石英砂）又称硅微粉。石英砂是一种坚硬、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，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，密度为2.65，堆积密度(20-200目为1.5)，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点1650℃。
高纯石英粉一般是指SiO2含量高于99.9%的石英微粉，主要应用在IC的集成电路和石英玻璃等行业，其高等产品更被广泛应用在大规模及超大规模集成电路、光纤、激光、航天、军事中。高纯石英粉是中性无机填料，不含结晶水，不参与被填充物的化学反应，是一种非常稳定的矿物填料，广泛应用于塑料、橡胶、陶瓷和涂料中，既可增加产品的各种新功能，也可节约大量原料。
现有的高纯石英粉，大多为生产出成品过后再进行纯化，例如公开号为CN104556047B的中国专利公开了一种以石英岩制备高纯度石英粉体的生产工艺，包括以下工序：1)浸泡；2)粉碎；3)煅烧；4)水淬；5)研磨；6)磁选；7)静电选；8)酸洗；9)去离子水清洗；10)烘干。但是，对于石英粉体的纯化则需要另行处理。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种生产高纯石英粉的耦合纯化工艺，所述纯化工艺将石英粉的生产与纯化流程进行耦合，在生产搞得过程中进行纯化，得到高纯度石英粉，生产工艺简单，生产成本低。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种生产高纯石英粉的耦合纯化工艺，所述工艺包括如下步骤：
1)粗选，去除石英矿石中的浮土和灰渣；
2)浸泡，将粗选后的石英矿石浸泡于初次酸洗液中1~2小时，所述初次酸洗液包括如下重量份的成分：盐酸：20~30份，草酸：10~15份，去离子水：50~60份；
3)煅烧，将浸泡后的石英矿石送入煅烧炉进行煅烧，煅烧温度800~850℃，煅烧时长40~50分钟；
4)水淬，将煅烧后的石英矿石送入冷水中迅速冷却，冷却后干燥；
5)球磨，石英矿石进行细碎后送入球磨机进行球磨，得到粒径150~180目的石英矿颗粒；
6)磁选，选用磁场强度为6000~8000高斯的永磁强磁筒式磁选机对步骤5)所得石英矿颗进行磁选；
7)焙烧，将磁选处理后的石英矿颗粒在300~1500℃的条件下焙烧2~5小时；
8)酸洗，将步骤7)处理后的石英矿颗倒入混合酸溶液中，在50~60℃下搅拌30~60分钟，过滤，滤渣用水冲洗，直至再次水冲洗后滤液的pH值为6~7，收集滤渣；
9)浮选，将酸洗后的石英矿颗粒加入浮选剂进行浮选，所述浮选剂包括如下重量份的成分：煤油：50~60份，碳酸钠：15~25份，十六烷基二甲基苄基氯化铵：5~10份，壬基酚聚氧乙烯醚：10~15份，乙二醇乙醚：5~10份，乙醇：5~10份，偶联剂：1~5份，表面活性剂：1~5份；
10)水洗，将酸洗后的滤渣采用去离子水进行清洗；
11)烘干，得到高纯石英粉。
进一步地，步骤1)中选用二氧化硅品位≥95％且经破碎后平均直径在2~5mm的石英矿石。
进一步地，步骤5)中采用直径为25~35mm的氧化铝球或氧化锆球在球磨机中球磨所述石英矿石。
进一步地，步骤8)中所用混合酸溶液包括如下重量份的成分：盐酸：50~60份，磷酸：10~15份， N,N-二甲基甲酰胺：5~10份，过硫酸盐：5~10份，表面活性剂：1~5份，缓蚀剂：1~5份，去离子水：80~100份。
进一步地，步骤8)中所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步地，步骤8)中所述缓蚀剂为聚乙二醇。
进一步地，步骤9)中所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
进一步地，步骤9)中所述偶联剂为KH550。
本发明的有益效果在于：
所述纯化工艺将石英粉的生产与纯化流程进行耦合，在生产的过程中进行纯化，采用特制的初次酸洗液进行浸泡酸洗，采用特制的混合酸溶液进行第二次酸洗，形成两次酸洗，并采用特制的浮选剂进行浮选，从而得到高纯度石英粉，生产工艺简单，生产成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本发明所述的一种生产高纯石英粉的耦合纯化工艺，所述工艺包括如下步骤：
1)粗选，去除石英矿石中的浮土和灰渣；
2)浸泡，将粗选后的石英矿石浸泡于初次酸洗液中1~2小时，所述初次酸洗液包括如下重量份的成分：盐酸：20~30份，草酸：10~15份，去离子水：50~60份；
3)煅烧，将浸泡后的石英矿石送入煅烧炉进行煅烧，煅烧温度800~850℃，煅烧时长40~50分钟；
4)水淬，将煅烧后的石英矿石送入冷水中迅速冷却，冷却后干燥；
5)球磨，石英矿石进行细碎后送入球磨机进行球磨，得到粒径150~180目的石英矿颗粒；
6)磁选，选用磁场强度为6000~8000高斯的永磁强磁筒式磁选机对步骤5)所得石英矿颗进行磁选；
7)焙烧，将磁选处理后的石英矿颗粒在300~1500℃的条件下焙烧2~5小时；
8)酸洗，将步骤7)处理后的石英矿颗倒入混合酸溶液中，在50~60℃下搅拌30~60分钟，过滤，滤渣用水冲洗，直至再次水冲洗后滤液的pH值为6~7，收集滤渣；
9)浮选，将酸洗后的石英矿颗粒加入浮选剂进行浮选，所述浮选剂包括如下重量份的成分：煤油：50~60份，碳酸钠：15~25份，十六烷基二甲基苄基氯化铵：5~10份，壬基酚聚氧乙烯醚：10~15份，乙二醇乙醚：5~10份，乙醇：5~10份，偶联剂：1~5份，表面活性剂：1~5份；
10)水洗，将酸洗后的滤渣采用去离子水进行清洗；
11)烘干，得到高纯石英粉。
进一步地，步骤1)中选用二氧化硅品位≥95％且经破碎后平均直径在2~5mm的石英矿石。
进一步地，步骤5)中采用直径为25~35mm的氧化铝球或氧化锆球在球磨机中球磨所述石英矿石。
进一步地，步骤8)中所用混合酸溶液包括如下重量份的成分：盐酸：50~60份，磷酸：10~15份， N,N-二甲基甲酰胺：5~10份，过硫酸盐：5~10份，表面活性剂：1~5份，缓蚀剂：1~5份，去离子水：80~100份。
进一步地，步骤8)中所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步地，步骤8)中所述缓蚀剂为聚乙二醇。
进一步地，步骤9)中所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
进一步地，步骤9)中所述偶联剂为KH550。
本发明所述的一种生产高纯石英粉的耦合纯化工艺，将石英粉的生产与纯化流程进行耦合，在生产的过程中进行纯化，采用特制的初次酸洗液进行浸泡酸洗，采用特制的混合酸溶液进行第二次酸洗，形成两次酸洗，并采用特制的浮选剂进行浮选，从而得到高纯度石英粉，生产工艺简单，生产成本低。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
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