一種生產(chǎn)玻璃用石英粉的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石英粉的制備領(lǐng)域，具體涉及一種生產(chǎn)玻璃用石英粉的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)用于平板顯示產(chǎn)業(yè)中的超薄平板玻璃主要有蓋板玻璃、玻璃基板以及ΙΤ0導(dǎo)電玻璃，超薄平板玻璃是平板顯示產(chǎn)業(yè)采購量最大的上游關(guān)鍵零組件之一。制造超薄平板玻璃的主要原料為石英粉，其占原料的比例大于55%。
[0003]目前，全球生產(chǎn)應(yīng)用于顯示產(chǎn)業(yè)的蓋板玻璃的廠商主要為康寧、肖特、旭硝子等，其占據(jù)大部分市場(chǎng)份額。目前蓋板玻璃主要以鋁硅酸鹽玻璃為主，市場(chǎng)是由康寧Gorilla玻璃主導(dǎo)，采用溢流法生產(chǎn)，所用石英原料全部為進(jìn)口。
[0004]專利申請(qǐng)201510372626.X提供一種TFT-LCD基板玻璃用石英粉的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:(1)、選用三氧化二鋁含量< 0.1 %的白色脈石英礦石為原料，洗凈后進(jìn)行人工手選，剔除其中所含有的雜質(zhì)礦石后備用；(2)、把步驟(1)中除去雜質(zhì)后的礦石用破碎機(jī)破碎成粒徑< 25毫米的礦石顆粒后，用色選機(jī)除去其中的雜色雜質(zhì)顆粒，然后將礦石顆粒送入酸洗槽中，用質(zhì)量濃度28?31 %的鹽酸酸洗，在室溫下動(dòng)態(tài)浸取18?24小時(shí)后，放掉酸洗槽中的鹽酸，再用水把酸洗后的礦石顆粒充分洗滌至中性后晾干備用；(3)、把晾干后的礦石顆粒送入石英煅燒爐中在900?950°C的溫度煅燒下煅燒45?60分鐘后，將礦石顆粒放入水淬槽中用0?10°C的水進(jìn)行水淬，水淬后將礦石顆粒撈出，再除去雜后備用；(4)、將步驟(3)中制得的礦石顆粒送入輪碾機(jī)中進(jìn)行濕法碾磨制砂漿，所述的輪碾機(jī)的碾輪和碾盤均采用石英制成，輪碾機(jī)的碾磨筒體的內(nèi)襯均為石英石板材，在整個(gè)碾磨制砂粉過程中物料不與鐵質(zhì)接觸；(5)將上步驟中制得的砂漿用表面磁場(chǎng)強(qiáng)度為5000?7500高斯的磁選機(jī)進(jìn)行三級(jí)磁選后，再進(jìn)行分級(jí)，收集粒徑為150?300目的砂粉作為半成品，用離心機(jī)脫水后備用；(6)、將脫水后的砂粉進(jìn)行干燥，干燥后的砂粉再用7500高斯以上的永磁磁選機(jī)進(jìn)行磁選后，即可制得TFT-LCD基板玻璃用石英粉，其中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下:Si02:彡 99.7%,Fe203:^ 0.01%,Al 203:^ 0.1 %,K 20+Na20:彡 0.02%，粒度區(qū)間:150 ?400 目，其中200目?300目彡65%，400目以下彡5%，150目以上為零，氯離子濃度:彡8ppm。
[0005]本領(lǐng)域中對(duì)超薄玻璃用石英粉的標(biāo)準(zhǔn)要求是:手機(jī)蓋板玻璃和液晶玻璃基板用石英粉原料要求細(xì)度中值粒徑在230目左右，140目以上的顆粒小于3%，140?325目大于 55%，二氧化硅品位彡 99.5%, Fe203彡 0.01%, A1 203彡 0.3%, Na 20+K20 ^ 0.02%,Ti02^ 0.02 %, SO 3彡 0.03 %, Cr ^ 0.0005 %, Co ^ 0.0005 %, Μη ^ 0.0005 %,Ni 彡 0.0005%, Pb 彡 0.005%, Cd 彡 0.005%, Cu 彡 0.001%。
[0006]上述專利申請(qǐng)中制備的石英粉原料雖能達(dá)標(biāo)和使用，但其只考慮了石英粉的品位和化學(xué)成分指標(biāo)，而未考慮粉末的形貌和粉末細(xì)度的一致性，導(dǎo)致粉末的堆密度和流動(dòng)性都不好，進(jìn)而影響后續(xù)的玻璃熔制工藝。因此，本領(lǐng)域需要提供一種生產(chǎn)玻璃用石英粉的新的制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的是制備一種堆密度和流動(dòng)性以及分散性指標(biāo)良好且品位和化學(xué)成分達(dá)標(biāo)的生產(chǎn)超薄玻璃用石英粉。使用本發(fā)明中的方法制備得到的石英粉的堆密度可達(dá)1.2g/cm3以上，同時(shí)流動(dòng)性指標(biāo)可達(dá)休止角小于35度。
[0008]因此，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)玻璃用石英粉的制備方法:包括選用二氧化硅品位^ 95%且經(jīng)破碎后平均直徑在2-5mm的石英礦石，先采用色選機(jī)除雜使得二氧化硅品位進(jìn)一步提高，所述礦石再先后經(jīng)初步球磨、整形球磨、可選的浮選除雜、可選的酸浸除雜步驟、以及表面改性步驟而得到所述石英粉；其中，所述初步球磨是指采用直徑為15?45_的氧化鋁或氧化鋯球在球磨機(jī)中球磨所述礦石，且初步球磨用球?yàn)閮煞N以上不同直徑的球；整形球磨步驟中采用均一直徑的氧化鋁或氧化鋯球，且球的直徑在8?20mm之間，整形球磨步驟中還加入含醇羥基的助磨劑助磨；所述表面改性是指將烘干的石英粉與粒度為800?2000目的微粉硅膠混料的過程。
[0009]本發(fā)明中選用的石英礦石優(yōu)選其二氧化硅品位彡97%，更優(yōu)選彡98.5%。在使用石英原礦制備石英粉的過程中，浮選除雜的步驟與酸浸除雜步驟均為可選步驟，若原礦中的鐵、鉀、鈉、鋁、鈦等元素在整形球磨后已經(jīng)達(dá)標(biāo)，則不需進(jìn)行浮選除雜與酸浸除雜步驟。
[0010]本發(fā)明還提供另一種生產(chǎn)玻璃用石英粉的制備方法:包括選用二氧化硅品位^ 55%的鐵尾礦，先脫除其中能過350?550目篩的細(xì)泥，所得沉砂進(jìn)入球磨機(jī)初步球磨，初步球磨后進(jìn)入磁選機(jī)并在0.8?1.5T的磁場(chǎng)下磁選除鐵，再進(jìn)行整形球磨、浮選除雜、酸浸除雜步驟、以及表面改性步驟而得到所述石英粉；其中，所述初步球磨是指采用直徑為15?45mm的氧化鋁和/或氧化鋯球在球磨機(jī)中球磨所述礦石，且初步球磨用球?yàn)閮煞N以上不同直徑的球；整形球磨步驟中采用均一直徑的氧化鋁和/或氧化鋯球，且球的直徑在8?20mm之間，整形球磨步驟中還加入含醇羥基的助磨劑助磨；所述表面改性是指將烘干的石英粉與粒度為800?2000目的微粉硅膠混料的過程。
[0011]本發(fā)明中選用的鐵尾礦優(yōu)選其二氧化硅品位多65%。優(yōu)選地，脫除細(xì)泥用篩為400?500目篩。在本發(fā)明的該方式中，本領(lǐng)域技術(shù)人員能理解地，所述磁選除鐵步驟也可以設(shè)置在整形球磨步驟之后，也即該方案中的步驟由初步球磨一磁選除鐵一整形球磨更改為初步球磨一整形球磨一磁選除鐵，這是本發(fā)明的一種等同替換方式。
[0012]本發(fā)明中，所述醇羥基是對(duì)應(yīng)酚羥基而言的，所述助磨劑為含有醇羥基的液體化合物。本發(fā)明整形球磨過程中可用的助磨劑種類繁多，例如使用聚合多元醇、聚合醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺、乙二醇、二乙二醇等含醇羥基的助磨劑。而通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，其中使用三乙醇胺為助磨劑時(shí)，所得石英粉產(chǎn)品的性能最優(yōu)異。
[0013]本發(fā)明中，脫除細(xì)泥的步驟在水力旋流器中進(jìn)行，磁選步驟在立環(huán)高梯度磁選機(jī)內(nèi)進(jìn)行。
[0014]本領(lǐng)域技術(shù)人員可知的，微粉硅膠的分子式為mSi02-nH20，它是一種白色粉末狀的無機(jī)化工產(chǎn)品，屬精細(xì)化工類產(chǎn)品。它的理化特性為:無毒、無味、不燃、不爆、不揮發(fā)、無腐蝕、孔容大、表面活性強(qiáng)。
[0015]在一種具體的實(shí)施方式中，初步球磨用球?yàn)槿N不同直徑的球，且小球的直徑選自15?25mm，中球的直徑選自25?35mm，大球的直徑選自35?45mm。優(yōu)選地，所述小球的體積占總球體積的40?60 %，中球的體積占總球體積的20?40%，大球的體積占總球體積的10?30%。在一種具體的實(shí)施方式中，所述小球的直徑為20mm，中球的直徑為30mm，大球的直徑為40mmo
[0016]在一種具體的實(shí)施方式中，所述初步球磨步驟和整形球磨步驟中均包括采用140?200目的細(xì)篩與球磨機(jī)形成閉合回路，篩出不能過篩的石英返回球磨機(jī)中繼續(xù)球磨。
[0017]在一種具體的實(shí)施方式中，所述助磨劑為三乙醇胺。在一種具體的實(shí)施方式中，所述助磨劑用量為石英粉總量的0.05?0.5wt%，優(yōu)選為0.1?0.3wt%。
[0018]在一種具體的實(shí)施方式中，初步球磨和整形球磨步驟中所用的球體積占球磨機(jī)容腔體積的50?75%，球磨的石英粉占總球體積的25?38% ;且初步球磨中球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為50-70轉(zhuǎn)/分，整形球磨中球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為20-40轉(zhuǎn)/分。
[0019]在一種具體的實(shí)施方式中，所述微粉硅膠的粒度為1200-2000目，且微粉硅膠的用量為石英粉的0.1?1.0wt%，優(yōu)選0.3-0.7wt%。
[0020]在一種具體的實(shí)施方式中，所述初步球磨和整形球磨步驟均為加水的濕法球磨，且初步球磨中石英在礦漿中的濃度為55?75wt %，優(yōu)選為60?70wt %。優(yōu)選地，所述方法中還包括整形球磨的緊前工序礦漿濃縮步驟，礦漿濃縮步驟在濃密機(jī)中進(jìn)行，具體為將初步球磨后加水沖洗出的礦漿或?qū)⒋胚x后的礦漿濃縮至25?50wt%的濃度，優(yōu)選30-40wt%的濃度，濃縮后的礦漿進(jìn)入整形球磨步驟。所述濃度是指石英粉在礦漿(至少包含石英粉和水)中的質(zhì)量濃度。因初步球磨后需要加水將礦漿沖出，沖