專利名稱：去除硅砂表面薄膜鐵的草酸浸出法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅砂除鐵的化學(xué)選礦方法，特別是涉及一種去除硅砂表面薄膜鐵的草酸浸出法。
背景技術(shù)：
硅砂是一種高含二氧化硅，粒度組成一般小于1mm的礦產(chǎn)品，是玻璃等許多工業(yè)產(chǎn)品的主要原料。在大多數(shù)情況下，硅砂中的鐵都是一種有害的成分，因此，從硅砂中除去鐵是選礦領(lǐng)域的一項(xiàng)重要課題。硅砂中鐵雜質(zhì)的賦存狀態(tài)，決定了選礦法可否將它們?nèi)コ约叭コ某潭?，一般可以將鐵的賦存狀態(tài)劃分為五種形式存在于粘土礦物中；存在于重礦物及磁性礦物中；存在于輕礦物中；存在于薄膜鐵中；存在于連生體或晶格中。常規(guī)的除鐵方法有磁選、重選和浮選等物理方法，但這些方法只能除去以單體形式存在的含鐵礦物，即前三種狀態(tài)的鐵，往往含鐵量達(dá)不到用戶的要求。例如，天然硅砂中的含鐵量(以Fe2O3表示)往往在0.3％以上，經(jīng)過重選、磁選或浮選后，含鐵量只能降至0.15％左右，而目前，生產(chǎn)浮法玻璃一般要求含鐵量小于0.08％，生產(chǎn)無色玻璃要求小于0.02％，在光學(xué)和電子行業(yè)要求則更加嚴(yán)格。實(shí)驗(yàn)表明，只有去除薄膜鐵才能使最終含鐵量達(dá)到要求，但包裹在硅砂表面的薄膜鐵是較難去除的。所謂薄膜鐵是覆蓋在石英砂顆粒表面的一種氧化鐵薄膜，由于薄膜鐵的存在，硅砂表面常呈現(xiàn)黃褐色而或紅色。薄膜鐵的含量甚高是我國天然硅砂資源的一個特點(diǎn)。如何有效的去除薄膜鐵是一個迄今尚未解決的課題。我國天然硅砂儲量豐富，由于含鐵量高，許多硅砂資源得不到合理的開發(fā)和利用。
長期以來，去除硅砂表面薄膜鐵的方法主要是物理方法，如機(jī)械擦洗法(ZL200420096986.9、ZL95212840.3)、但由于薄膜鐵與石英砂表面附著牢固且厚度很薄，所以機(jī)械擦洗效果非常不理想且耗電量大、機(jī)械磨損嚴(yán)重；此外，還有化學(xué)選礦法，如鹽酸浸出法(ZL00120586.2)、氯化焙燒法(ZL96105535.9)等方法。這些方法雖然效果較好，但對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、操作過程具有危險性、且對環(huán)境有害，因此，在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用存在困難。ZL200410014058.8和ZL200410044471.9分別提出了“采用脈石英制備超細(xì)高純石英材料的方法”和“石英砂和石英粉的制備與提純工藝及其產(chǎn)品”，其中雖包括了草酸清洗的環(huán)節(jié)，但并未給出適宜的工藝條件，特別是所推薦的工藝并非針對天然硅砂表面薄膜鐵問題，因此，所公開的方案并不適用于硅砂表面薄膜鐵的去除。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決長期以來去除硅砂表面薄膜鐵方面的技術(shù)難題，本發(fā)明提供一種可有效去除硅砂表面薄膜鐵的方法。該方法不僅可以徹底去除薄膜鐵、使硅砂含鐵量大大降低，而且操作安全、對環(huán)境無害。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是將含有表面薄膜鐵的硅砂置于草酸溶液中，草酸(H2C2O4)易溶于水，是一種中等強(qiáng)度的有機(jī)酸，草酸溶液的濃度為1～10％，加熱至80～90℃，適當(dāng)加以攪拌，經(jīng)過1～5小時后，硅砂表面的薄膜鐵被草酸溶解下來形成了草酸鐵絡(luò)合物，反應(yīng)式如下Fe2O3+3H2C2O4+H2O→2FeC2O4·2H2O+2CO2再進(jìn)行固液分離、并用清水洗滌過濾，即可得到表面干凈的硅砂產(chǎn)品。對于天然硅砂，由于含有粘土和顆粒雜質(zhì)(單體含鐵礦物)，還可以事先進(jìn)行擦洗、脫泥、重選等作業(yè)。
根據(jù)產(chǎn)地的不同、原始含鐵量的不同及最終產(chǎn)品含鐵量的要求不同，處理時間和草酸消耗量會有所不同。草酸濃度和處理的溫度則需要結(jié)合具體情況加以確定，一般來說，提高溫度有利于加快反應(yīng)速度，減少處理時間。
其工藝過程是1.當(dāng)原料中同時含有粘土、磁性礦物或重礦物時，須先進(jìn)行擦洗、脫泥、重選或磁選作業(yè)；當(dāng)原料中粒度范圍較寬不符合最終產(chǎn)品的粒度要求時。須選進(jìn)行篩分或分級作業(yè)。
2.草酸浸出將硅砂置于溫度為80～90℃的草酸溶液中，草酸濃度為1～10％，適當(dāng)攪拌，浸出時間1～5小時，草酸溶液與硅砂的質(zhì)量比應(yīng)大于100∶100。
3.固液分離將草酸與硅砂進(jìn)行固液分離。
4.洗滌、過濾用清水清洗硅砂數(shù)次。
本發(fā)明的有益效果是由于草酸具有的高溶鐵能力，因此本發(fā)明可以有效去除硅砂表面的薄膜鐵，其除鐵效率優(yōu)于現(xiàn)有的各種除鐵方法。由于草酸是一種有機(jī)弱酸，操作過程中無危險性，對設(shè)備的腐蝕也較小。所生成的草酸鐵可以在陽光下自行分解，對環(huán)境無害。同時由于草酸鐵是一種光催化劑，還可以用于分解造紙廠或印染廠等工業(yè)廢水。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是天然硅砂進(jìn)行除鐵生產(chǎn)浮法玻璃用優(yōu)質(zhì)硅砂的草酸浸出法工藝流程圖；圖2是人造硅砂進(jìn)行除鐵的硅砂草酸浸出法工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1一種對天然硅砂進(jìn)行除鐵生產(chǎn)浮法玻璃用優(yōu)質(zhì)硅砂的草酸浸出法，工藝流程見圖1。
原料來源采用內(nèi)蒙科爾沁地區(qū)大林石英砂作為原料，最大粒度1.0mm，含鐵量(Fe2O3)0.34％，工藝步驟如下1.篩分由于浮法玻璃要求原料粒度范圍在0.7～0.1mm，因此，首先進(jìn)行了篩分，篩孔粒度為0.7mm；2.機(jī)械擦洗采用常規(guī)的葉輪擦洗機(jī)對砂和水的混合物機(jī)械擦洗作業(yè)，目的是為了將粘附于硅砂表面的粘土等雜質(zhì)從硅砂表面解離下來，擦洗時間10分鐘，礦漿重量濃度為50％；3.脫泥采用水力分級機(jī)將擦洗下來的粘土和小于0.1mm的顆粒分離出去；4.草酸浸出將硅砂置于溫度為84℃的草酸溶液中，草酸濃度為4％，草酸溶液與石英砂的用量比為100∶50，適當(dāng)攪拌，浸出時間4小時；5.固液分離將草酸與硅砂進(jìn)行固液分離；6.洗滌、過濾用清水清洗硅砂數(shù)次；7.干燥將硅砂進(jìn)行干燥至水分小于5％。
經(jīng)過上述工藝處理，產(chǎn)品中的含鐵量0.07％，粒度為0.7～0.1mm。
實(shí)施例2一種對人造硅砂進(jìn)行的硅砂草酸浸出除鐵方法，采用石英砂巖為原料，工藝流程圖見圖2。
原料河北灤縣石英砂巖，事先已經(jīng)過粉碎、篩分、磁選、分級處理，粒度范圍0.6～0.1mm，含鐵量(按Fe2O3計(jì))0.075％，工藝步驟如下1.草酸浸出將硅砂置于溫度為82℃的草酸溶液中，草酸濃度為6％，草酸溶液與石英砂的用量比為100∶60，適當(dāng)攪拌，浸出時間3小時；2.固液分離將草酸與硅砂進(jìn)行固液分離；3.洗滌、過濾用清水清洗硅砂數(shù)次；4.干燥將硅砂進(jìn)行干燥至水分小于5％。
經(jīng)過上述工藝處理，產(chǎn)品中的含鐵量0.018％，粒度為0.6～0.1mm。
權(quán)利要求
1.一種去除硅砂表面薄膜鐵的草酸浸出法，其特征是草酸浸出法的工藝步驟如下a.在草酸處理前，對硅砂先進(jìn)行擦洗、脫泥、重選處理；當(dāng)原料中粒度范圍較寬不符合最終產(chǎn)品的粒度要求時，須先進(jìn)行篩分或分級作業(yè)；b.草酸浸出將上述處理的硅砂置于溫度為80～90℃的草酸溶液中，草酸濃度為1～10％，適當(dāng)攪拌，浸出時間1～5小時，草酸溶液與硅砂的質(zhì)量比應(yīng)大于100∶100；c.固液分離將草酸與硅砂進(jìn)行固液分離；d.洗滌、過濾用清水清洗洗滌硅砂、最后進(jìn)行過濾烘干處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除硅砂表面薄膜鐵的草酸浸出法，其特征是，所處理的硅砂的粒度范圍小于1mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的去除硅砂表面薄膜鐵的草酸浸出法，其特征是該工藝使用的設(shè)備內(nèi)襯，均采用橡膠、尼龍、陶瓷、鑄石或不銹鋼材料制成。
全文摘要
本發(fā)明公開一種去除硅砂表面薄膜鐵的草酸浸出法，其特征是將含有表面薄膜鐵的硅砂置于草酸溶液中，草酸溶液的濃度為1～10％，草酸溶液與硅砂的質(zhì)量比應(yīng)大于100∶100，加熱至80～90℃，適當(dāng)加以攪拌，經(jīng)過1～5小時后，硅砂表面的薄膜鐵被草酸溶解下來形成了草酸鐵，再進(jìn)行固液分離、并用清水洗滌過濾，即可得到表面干凈的硅砂產(chǎn)品。該方法不僅可以徹底去除薄膜鐵、使硅砂含鐵量大大降低，而且操作安全、對環(huán)境無害。
文檔編號C01B33/113GK1962437SQ200610102170
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月17日
發(fā)明者趙洪力 申請人:燕山大學(xué)