高纯石英砂的制备试验研究

发布时间：2017-08-13 21:50

  本文关键词：高纯石英砂的制备试验研究

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【摘要】：高纯石英砂被视作一种战略资源,应用领域涉及半导体、太阳能等诸多高新技术行业,且需求量逐渐增大,水晶作为高纯石英砂最适宜原料,储量日益减少。而石英砂矿可以用作水晶的替代品,为高新技术行业提供原料支持,因此,对石英砂纯化技术研究意义重大。本研究对江苏某厂石英块矿采取破碎-焙烧-水淬-粉碎-磁选-浮选-酸浸等联合工序处理,进行了纯化试验研究。工艺矿物学研究表明,原矿中石英为它形晶,不等粒状结构,块状构造,杂质矿物主要有云母、长石和褐铁矿等,其中石英含量高达99%,总杂质含量超过500μg/g,Fe、Al和Ti等含量较高,分别为178.2μg/g、152.6μg/g和22.5μg/g。焙烧-水淬处理后,试样硬度明显降低,最佳焙烧条件为温度900℃、时间2h。焙烧试样分别采用对辊破碎机与行星球磨机进行粉粹处理,分别可以得到合格粒级(0.1mm~0.3mm)含量60.98%和44.11%。高梯度磁选试验表明,在磁场强度为1.7T、细钢棒作为磁介质的条件下,合格粒级试样经过一次磁选,Fe、Ti含量分别降至61.3μg/g、1.4μg/g。采用浮选进一步提纯,在pH值为2.5~3,抑制剂水玻璃用量为600g/t,捕收剂十二胺用量为1200g/t的条件下,Fe、Al含量分别从61.3μg/g、145.4μg/g降至33.3μg/g、95.3μg/g。浮选精矿在混酸(H2SO4:HCl:HNO3:HF=10:5:3:1)浓度为50%,液固比2:1ml/g,温度70℃时间2h的条件下酸浸处理,Li、Na、K含量分别由1.4μg/g、48.3μg/g、50.9μg/g降至0.7μg/g、7.8μg/g、4.0μg/g,Fe、Al和Ti含量分别降至4.1μg/g、12.1μg/g和0.8μg/g,并获得杂质总含量37.2μg/g的高纯石英砂。原矿和最终产品的显微图片对比表明,提纯后的石英砂表面粗糙,并形成了丰富的裂痕。通过进一步热力学分析可知,HF对杂质的溶解效果最好,而且可以溶蚀石英。
【关键词】：高纯石英砂 提纯 磁选 浮选 酸浸
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD97
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 前言9-11
• 第1章 文献综述11-24
• 1.1 高纯石英砂概述11-15
• 1.1.1 石英的特性11-12
• 1.1.2 高纯石英砂标准12-13
• 1.1.3 高纯石英砂原料13-14
• 1.1.4 原料中杂质类型14-15
• 1.2 石英砂研究现状及应用15-22
• 1.2.1 国内外石英砂研究概况15-16
• 1.2.2 高纯石英砂处理工艺16-20
• 1.2.3 高纯石英砂的应用20-22
• 1.3 研究内容和意义22-24
• 1.3.1 课题主要研究内容22-23
• 1.3.2 课题的研究目的和意义23-24
• 第2章 实验研究方法24-27
• 2.1 实验药剂及仪器24
• 2.2 研究方法24-26
• 2.2.1 矿样分析25
• 2.2.2 试验测试方法25-26
• 2.3 试验方案26-27
• 第3章 工艺矿物学研究27-32
• 3.1 试样制备27
• 3.2 试样的性质27-32
• 3.2.0 化学成分分析27-28
• 3.2.1 光学显微分析28-30
• 3.2.2 SEM分析30
• 3.2.3 XRD分析30-31
• 3.2.4 Zeta电位分析31-32
• 第4章 提纯试验研究32-45
• 4.1 物料粉碎试验32-34
• 4.2 焙烧-水淬试验34-36
• 4.2.1 焙烧温度试验34-35
• 4.2.2 焙烧时间试验35-36
• 4.3 磁选试验36-38
• 4.3.1 磁场强度试验36-37
• 4.3.2 磁介质试验37
• 4.3.3 磁选次数试验37-38
• 4.4 浮选试验38-41
• 4.4.1 pH值试验38-39
• 4.4.2 捕收剂用量试验39-40
• 4.4.3 抑制剂用量试验40-41
• 4.5 酸浸试验41-44
• 4.5.1 混酸试验41-42
• 4.5.2 酸浸时间试验42-43
• 4.5.3 液固比试验43
• 4.5.4 酸浸温度试验43-44
• 4.6 本章小结44-45
• 第5章 酸浸热力学分析45-49
• 第6章 结论及展望49-51
• 6.1 结论49
• 6.2 展望49-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-56
• 附录1 攻读硕士期间发表论文56-57
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目57

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本文编号：669132