一種石英砂酸洗設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種石英砂酸洗設(shè)備，包括進料單元、石英砂處理單元以及相互連通的供酸單元、反應桶和酸處理單元，進料單元位于反應桶上方；供酸單元包括酸儲備桶、酸加熱桶、熱水爐、第一抽酸泵和循環(huán)熱水泵，酸加熱桶中設(shè)有熱交換管，熱交換管、熱水爐和循環(huán)熱水泵通過熱水管道連通構(gòu)成循環(huán)加熱管路，酸加熱桶與反應桶通過供酸管道連通；酸處理單元包括用于處理酸霧的酸霧回收塔以及用于處理反應后不同濃度酸液的廢水中和池、濃回酸桶和稀回酸桶；石英砂處理單元包括抽砂泵、洗砂水泵、進水管、砂泵進料箱、砂漿儲備倉、脫水機、烘干機、磁選機、篩分機和傳送裝置；本發(fā)明提供的石英砂酸洗設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、成本低，生產(chǎn)的石英砂產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量穩(wěn)定。
【專利說明】
一種石英砂酸洗設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明提供了一種石英砂酸洗設(shè)備，屬于非金屬礦深加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]石英砂經(jīng)過酸洗提純后，以鐵為代表的金屬雜質(zhì)含量大大的降低，其純度隨之顯著提高。根據(jù)提純后石英砂純度的不同，分別用于光學玻璃、水晶玻璃及飾品、電子玻璃、液晶玻璃基板、普通石英玻璃、高純石英玻璃、半導體石英玻璃管、太陽能多晶硅和高純度高質(zhì)量白炭黑等材料的制造。
[0003]目前，石英砂酸洗提純的裝置多為封閉的反應容器或封閉的攪拌容器，在容器中將石英砂用室溫的無機酸液進行靜態(tài)浸泡幾天到十幾天不等，或?qū)⑹⑸坝脽o機酸液浸泡并配合攪拌2-8小時。冬天氣溫低反應慢，石英砂的產(chǎn)量受溫度影響而降低，并且產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，并提供一種結(jié)構(gòu)簡單、產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量穩(wěn)定的石英砂酸洗設(shè)備。
[0005]實現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案為，一種石英砂酸洗設(shè)備，至少包括相互連通的供酸單元、反應單元和酸處理單元，所述供酸單元包括酸儲備桶、酸加熱桶、熱水爐、第一抽酸栗和循環(huán)熱水栗，酸儲備桶與酸加熱桶通過耐酸管道連通，酸加熱桶中設(shè)有熱交換管，熱交換管、熱水爐和循環(huán)熱水栗通過熱水管道連通構(gòu)成循環(huán)加熱管路，酸加熱桶上連通有酸霧管道和帶閥門A的供酸管道，第一抽酸栗安裝于供酸管道上；
[0006]所述反應單元包括I個以上反應桶，供酸管道與反應桶連通并且位于反應桶上部，反應桶的上部安裝有帶閥門B的酸霧回收管道、下部安裝有帶閥門C的排砂管道、底部安裝有帶第一波美比重計的排酸管道，所述排酸管道為四通管道，排酸管道的三個出口上均安裝有閥門D，反應桶內(nèi)部設(shè)有過濾裝置，過濾裝置的側(cè)邊與反應桶的內(nèi)壁虛接觸，過濾裝置位于排砂管道下方、排酸管道上方；
[0007]所述酸處理單元包括酸霧回收塔、廢水中和池、回酸管道、濃回酸桶和稀回酸桶，酸霧回收塔通過酸霧回收管道與反應桶連通并且通過酸霧管道與酸加熱桶連通，稀回酸桶中設(shè)有帶入酸口、出酸口和出污口的酸提純裝置，排酸管道的三個出口分別與濃回酸桶、廢水中和池以及稀回酸桶中酸提純裝置的入酸口連通，酸提純裝置的出污口與廢水中和池連通，所述回酸管道為四通管道，回酸管道的兩個入口分別與濃回酸桶和酸提純裝置的出酸口連通、兩個出口分別與酸加熱桶和供酸管道連通，回酸管道的兩個入口上均安裝有閥門E，所述酸霧回收塔位于酸加熱桶上方，酸霧回收塔的底部設(shè)有帶閥門F和第二波美比重計的酸再利用管道，酸再利用管道的出口位于酸加熱桶中；
[0008]還包括石英砂處理單元，所述石英砂處理單元包括抽砂栗、洗砂水栗、進水管、砂栗進料箱、砂漿儲備倉、脫水機、烘干機、磁選機、篩分機和傳送裝置，洗砂水栗安裝于進水管上，進水管與反應桶連通，反應桶的排砂管道的出口位于砂栗進料箱上，砂栗進料箱與砂漿儲備倉通過抽砂栗連通，砂漿儲備倉的底部設(shè)有排砂口，脫水機安裝于排砂口正下方，脫水機、烘干機、磁選機和篩分機通過傳送裝置順序連接。
[0009]所述反應桶的頂部設(shè)有進料口和頂蓋，頂蓋罩扣于進料口上，進料口的周圍設(shè)有水槽，頂蓋的底邊位于水槽中。
[0010]反應桶內(nèi)部設(shè)有耐酸支架，過濾裝置安裝于耐酸支架上。
[0011 ]還包括安裝于反應單元的上方的進料單元，進料單元安裝于反應桶進料口的正上方，所述進料單元為電葫蘆吊機、皮帶運輸機或進料砂栗。
[0012]所述酸加熱桶上設(shè)有與酸加熱桶內(nèi)腔連通的透明液位管。
[0013]回酸管道上安裝有第二抽酸栗。
[0014]所述熱水爐為鋁熱水爐。
[0015]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的石英砂酸洗設(shè)備，主體包括供酸單元、反應單元、酸處理單元和石英砂處理單元;1、供酸單元包括酸儲備桶、酸加熱桶、熱水爐、第一抽酸栗和循環(huán)熱水栗，反應用酸在酸加熱桶中被加熱，酸加熱桶中設(shè)置熱交換管，熱交換管、熱水爐和循環(huán)熱水栗通過熱水管道連通構(gòu)成循環(huán)加熱管路，對酸加熱桶中的酸液進行循環(huán)加熱；2、反應單元包括I個以上反應桶，熱酸液通過位于反應桶上部的供酸管道注入反應桶中，酸液注入過程中沖刷反應桶中的石英砂，加熱的酸液提高了酸與石英砂雜質(zhì)的反應速率，反應周期縮短為12小時，反應桶內(nèi)部安裝過濾裝置，酸砂混合物在過濾裝置上堆積反應，反應完成后打開排砂管道和排酸管道的閥門，由于過濾裝置位于排砂管道下方、排酸管道上方，反應后的酸液通過過濾裝置經(jīng)排酸管道排出，而反應后的石英砂留在過濾裝置通過排砂管道排出，過濾裝置的側(cè)邊與反應桶的內(nèi)壁虛接觸，避免反應中石英砂落入過濾裝置下方的空間中隨廢酸排出；排酸管道為四通管道，其上安裝第一波美比重計，根據(jù)第一波美比重計檢測的廢酸濃度選擇性開啟排酸管道的三個出口上的閥門D，根據(jù)廢酸濃度的不同選擇不同的處理方式;3、酸處理單元用于處理反應后的廢酸以及反應過程中和酸加熱過程中外溢的酸霧，包括酸霧回收塔、廢水中和池、回酸管道、濃回酸桶和稀回酸桶，廢水中和池、濃回酸桶和稀回酸桶分別用于處理不同濃度的廢酸，稀回酸桶中設(shè)有酸提純裝置，通過酸提純裝置對廢酸進行純化以及提升酸液濃度，實現(xiàn)酸液回收再利用，酸霧回收塔用于吸收酸霧，避免酸霧外溢，從而實現(xiàn)設(shè)備酸氣零排放，酸霧回收塔的底部設(shè)置帶閥門F和第二波美比重計的酸再利用管道，酸再利用管道的出口位于酸加熱桶中，當?shù)诙辣戎赜嫏z測酸霧回收塔中冷凝的酸液達到使用要求時開啟閥門F，由于酸霧回收塔位于酸加熱桶上方，酸霧回收塔中冷凝的酸液根據(jù)自重流入酸加熱桶中重新加熱并再利用;4、石英砂處理單元包括抽砂栗、洗砂水栗、進水管、砂栗進料箱、砂漿儲備倉、脫水機、烘干機、磁選機、篩分機和傳送裝置，洗砂水栗安裝于進水管上，進水管與反應桶連通，在反應結(jié)束后打開洗砂水栗，將水抽至反應桶中沖洗反應后的石英砂，對反應后的石英砂進行水洗，除去石英砂中殘存的酸液，反應桶中水洗后的石英砂流入砂栗進料箱中聚集，經(jīng)抽砂栗抽送至砂漿儲備倉，砂漿儲備倉的底部設(shè)有排砂口，脫水機安裝于排砂口正下方，砂漿儲備倉中的石英砂在自重作用下直接排放至脫水機上，脫水機、烘干機、磁選機和篩分機通過傳送裝置順序連接，依次對酸洗后的石英砂進行脫水、烘干、磁選除雜和篩分分級，篩分后的石英砂可進行分級包裝。
[0016]反應桶的頂部設(shè)有進料口和頂蓋，頂蓋罩扣于進料口上、通過進料口周圍設(shè)置的水槽進行水封，避免酸洗過程中酸氣外溢，若出現(xiàn)酸氣泄露，泄露的酸氣可在水槽中被吸收，實現(xiàn)酸氣零排放;反應桶進料口的正上方安裝進料單元，進料單元可選用電葫蘆吊機、皮帶運輸機或進料砂栗，減輕工人的進料壓力；酸加熱桶上設(shè)有與酸加熱桶內(nèi)腔連通的透明液位管，通過透明液位管可判斷加熱的酸液的體積，便于實現(xiàn)定量酸洗，避免酸液的浪費。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的石英砂酸洗設(shè)備具有如下優(yōu)點:
[0018]1、本發(fā)明提供的石英砂酸洗設(shè)備中，反應桶內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，酸砂混合物的分離通過自然過濾實現(xiàn)，相比于現(xiàn)有反應桶采用真空脫酸，大大減低反應桶的設(shè)備成本，酸加熱采用鋁熱水爐，鋁比鐵傳熱快，熱效率大大提高可達90%，節(jié)約燃料，并且常壓下即可加熱，相比于現(xiàn)有帶壓力鐵鍋爐(熱效率最高達50%)可大大降低酸加熱裝置的成本，石英砂的水洗在反應桶內(nèi)部進行，因此本設(shè)備中不需要額外設(shè)置洗砂池，設(shè)備整體投資少，按月產(chǎn)1500噸酸洗砂計算，設(shè)備投資60萬左右，而現(xiàn)有酸洗設(shè)備在相同產(chǎn)量下設(shè)備投資不少于150萬元；
[0019]2、本發(fā)明提供的石英砂酸洗設(shè)備中，通過廢水中和池、濃回酸桶和稀回酸桶分別回收不同濃度的廢酸，波美度小于5°時的廢酸直接排入廢水中和池中經(jīng)堿液中和后排放，波美度為5°?13°時的廢酸注入稀回酸桶中，稀回酸桶中的酸提純裝置可將稀酸提純一定濃度(波美度大于13°)后使用，可將可回收酸的標準降低至波美度5°，波美度大于13°時的廢酸直接注入濃回酸桶中，濃回酸桶和稀回酸桶均通過回酸管道的兩個出口分別與酸加熱桶和供酸管道連通，將波美度大于13°的廢酸重新參與石英砂的酸洗中，而現(xiàn)有設(shè)備中僅包括一個酸液回收裝置，可回收酸的標準為波美度15°，因此廢水處理所消耗堿液的量也隨之增多，本發(fā)明每反應一噸石英砂酸的理論消耗5%，酸用量少，廢水中和費用相應降低，現(xiàn)有設(shè)備消耗10%?15%，酸的價格按每噸400元計算，本申請每噸砂反應用酸成本20元，廢水中和費用15元，共計35元/噸，現(xiàn)有設(shè)備酸成本至少70元/噸，如果一年生產(chǎn)1.8萬噸酸洗高純砂，單節(jié)約的費用就可回收投資；
[0020]3、本發(fā)明提供的石英砂酸洗設(shè)備中，通過酸加熱桶對酸液進行加熱，可在酸加熱桶中進行酸液的配置以及酸液的定量，通過循環(huán)加熱管路中循環(huán)流動的熱水對酸液進行加熱，酸液加熱至滿足酸洗要求后開啟第一抽酸栗供酸，避免現(xiàn)有酸洗裝置中通過換熱器對在其中流動的酸液進行加熱，酸液加熱不足的弊端，本發(fā)明提供的石英砂酸洗設(shè)備操作簡單，省工省時，一個反應周期12小時左右，產(chǎn)量高，不受冬天氣溫低反應慢影響，產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明提供的石英砂酸洗設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為反應桶的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為酸加熱桶的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4為稀回酸桶的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]其中，1-熱水爐，2-酸加熱桶，3-酸儲備桶，4-洗砂水栗，5-酸霧回收塔，6-反應桶，7-濃回酸桶，8-稀回酸桶，9-廢水中和池，10-循環(huán)熱水栗，11-第一抽酸栗，12-石英砂料袋，13-進料單元，14-酸提純裝置，141-入酸口，142-出酸口，143-出污口，15-第二抽酸栗，16-供酸管道，17-酸霧回收管道，18-排砂管道，19-排酸管道，20-回酸管道，21-酸霧管道，22-酸再利用管道，23-第一波美比重計，24-砂栗進料箱，25-抽砂栗，26-砂漿儲備倉，27-脫水機，28-供干機，29-傳送裝置，30-磁選機，31-篩分機，32-閥門A，33_閥門B，34-閥門C，35-閥門D，36-閥門E，37-進水管，38-第二波美比重計，39-閥門F，40-進料口，41-頂蓋，42-水槽，43-過濾裝置，44-耐酸支架，45-熱交換管，46-透明液位管。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細具體說明，本發(fā)明的內(nèi)容不局限于以下實施例。
[0027]本發(fā)明提供的石英砂酸洗設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括進料單元13、石英砂處理單元以及相互連通的供酸單元、反應單元和酸處理單元，進料單元13位于反應單元的上方，本實施例中進料單元13選用電葫蘆吊機，電葫蘆吊機安裝于反應桶進料口的上方，通過電葫蘆吊機將石英砂料袋12吊至反應桶6的正上方，打開料袋進行進料；
[0028]所述供酸單元包括酸儲備桶3、酸加熱桶2、熱水爐1、第一抽酸栗11和循環(huán)熱水栗
10,酸儲備桶3與酸加熱桶2通過耐酸管道連通，參見圖3，酸加熱桶中設(shè)有熱交換管45，酸加熱桶上設(shè)有與酸加熱桶內(nèi)腔連通的透明液位管46，熱交換管45、熱水爐I和循環(huán)熱水栗10通過熱水管道連通構(gòu)成循環(huán)加熱管路，酸加熱桶2上連通有酸霧管道21和帶閥門A32的供酸管道16，第一抽酸栗11安裝于供酸管道上，熱水爐為鋁熱水爐；
[0029]所述反應單元包括I個以上反應桶6，參見圖2，反應桶6的頂部設(shè)有進料口40和頂蓋41，頂蓋41罩扣于進料口 40上，進料口的周圍設(shè)有水槽42，頂蓋41的底邊位于水槽42中，電葫蘆吊機13安裝于反應桶進料口 40的正上方，供酸管道16與反應桶連通并且位于反應桶上部，反應桶6的上部安裝有帶閥門B33的酸霧回收管道17、下部安裝有帶閥門C34的排砂管道18、底部安裝有帶第一波美比重計23的排酸管道19，所述排酸管道19為四通管道，排酸管道的三個出口上均安裝有閥門D 35，反應桶內(nèi)部設(shè)有過濾裝置43，過濾裝置43的側(cè)邊與反應桶的內(nèi)壁虛接觸，過濾裝置位于排砂管道18下方、排酸管道19上方，反應桶內(nèi)部設(shè)有耐酸支架44，過濾裝置安裝于耐酸支架上；
[0030]所述酸處理單元包括酸霧回收塔5、廢水中和池9、第二抽酸栗15、回酸管道20、濃回酸桶7和稀回酸桶8，酸霧回收塔5通過酸霧回收管道17與反應桶連通并且通過酸霧管道21與酸加熱桶2連通，參見圖4，稀回酸桶8中設(shè)有帶入酸口 141、出酸口 142和出污口 143的酸提純裝置14，排酸管道19的三個出口分別與濃回酸桶7、廢水中和池9以及稀回酸桶中酸提純裝置14的入酸口 141連通，酸提純裝置的出污口 143與廢水中和池9連通，回酸管道20為四通管道，回酸管道的兩個入口分別與濃回酸桶和酸提純裝置的出酸口連通、兩個出口分別與酸加熱桶和供酸管道連通，回酸管道的兩個入口上均安裝有閥門E35，第二抽酸栗15安裝于回酸管道的兩個入口與兩個出口之間，所述酸霧回收5塔位于酸加熱桶2上方，酸霧回收塔的底部設(shè)有帶閥門F39和第二波美比重計38的酸再利用管道22，酸再利用管道22的出口位于酸加熱桶2中；
[0031]所述石英砂處理單元包括抽砂栗25、洗砂水栗4、進水管37、砂栗進料箱24、砂漿儲備倉26、脫水機27、烘干機28、磁選機30、篩分機31和傳送裝置29，洗砂水栗安裝于進水管上，進水管與反應桶連通，反應桶的排砂管道18的出口位于砂栗進料箱24上，砂栗進料箱24與砂漿儲備倉26通過抽砂栗25連通，砂漿儲備倉的底部設(shè)有排砂口，脫水機27安裝于排砂口正下方，脫水機27、烘干機28、磁選機30和篩分機31的高度依次遞減，脫水后的石英砂通過傳送裝置順序傳送至烘干機28、磁選機30和篩分機31上依次進行烘干、磁選除雜和篩分分級，隨后可對分級后的石英砂按細度級別進行包裝。
[0032]本發(fā)明中進料單元還可選用皮帶運輸機或進料砂栗，若通過皮帶運輸機進料，則將石英砂原料置于皮帶運輸機上，運輸機進料的出料端位于反應桶進料口的正上方；當選用進料砂栗進行進料時，需要預先將石英砂原料與水混合成砂漿，隨后通過進料砂栗抽至反應桶中，將水濾出后再進行酸洗反應。
【主權(quán)項】
1.一種石英砂酸洗設(shè)備，至少包括相互連通的供酸單元、反應單元和酸處理單元，其特征在于:所述供酸單元包括酸儲備桶、酸加熱桶、熱水爐、第一抽酸栗和循環(huán)熱水栗，酸儲備桶與酸加熱桶通過耐酸管道連通，酸加熱桶中設(shè)有熱交換管，熱交換管、熱水爐和循環(huán)熱水栗通過熱水管道連通構(gòu)成循環(huán)加熱管路，酸加熱桶上連通有酸霧管道和帶閥門A的供酸管道，第一抽酸栗安裝于供酸管道上； 所述反應單元包括I個以上反應桶，供酸管道與反應桶連通并且位于反應桶上部，反應桶的上部安裝有帶閥門B的酸霧回收管道、下部安裝有帶閥門C的排砂管道、底部安裝有帶第一波美比重計的排酸管道，所述排酸管道為四通管道，排酸管道的三個出口上均安裝有閥門D，反應桶內(nèi)部設(shè)有過濾裝置，過濾裝置的側(cè)邊與反應桶的內(nèi)壁虛接觸，過濾裝置位于排砂管道下方、排酸管道上方； 所述酸處理單元包括酸霧回收塔、廢水中和池、回酸管道、濃回酸桶和稀回酸桶，酸霧回收塔通過酸霧回收管道與反應桶連通并且通過酸霧管道與酸加熱桶連通，稀回酸桶中設(shè)有帶入酸口、出酸口和出污口的酸提純裝置，排酸管道的三個出口分別與濃回酸桶、廢水中和池以及稀回酸桶中酸提純裝置的入酸口連通，酸提純裝置的出污口與廢水中和池連通，所述回酸管道為四通管道，回酸管道的兩個入口分別與濃回酸桶和酸提純裝置的出酸口連通、兩個出口分別與酸加熱桶和供酸管道連通，回酸管道的兩個入口上均安裝有閥門E，所述酸霧回收塔位于酸加熱桶上方，酸霧回收塔的底部設(shè)有帶閥門F和第二波美比重計的酸再利用管道，酸再利用管道的出口位于酸加熱桶中； 還包括石英砂處理單元，所述石英砂處理單元包括抽砂栗、洗砂水栗、進水管、砂栗進料箱、砂漿儲備倉、脫水機、烘干機、磁選機、篩分機和傳送裝置，洗砂水栗安裝于進水管上，進水管與反應桶連通，反應桶的排砂管道的出口位于砂栗進料箱上，砂栗進料箱與砂漿儲備倉通過抽砂栗連通，砂漿儲備倉的底部設(shè)有排砂口，脫水機安裝于排砂口正下方，脫水機、烘干機、磁選機和篩分機通過傳送裝置順序連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英砂酸洗設(shè)備，其特征在于:所述反應桶的頂部設(shè)有進料口和頂蓋，頂蓋罩扣于進料口上，進料口的周圍設(shè)有水槽，頂蓋的底邊位于水槽中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石英砂酸洗設(shè)備，其特征在于:反應桶內(nèi)部設(shè)有耐酸支架，過濾裝置安裝于耐酸支架上。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石英砂酸洗設(shè)備，其特征在于:還包括安裝于反應單元的上方的進料單元，進料單元安裝于反應桶進料口的正上方，所述進料單元為電葫蘆吊機、皮帶運輸機或進料砂栗。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英砂酸洗設(shè)備，其特征在于:所述酸加熱桶上設(shè)有與酸加熱桶內(nèi)腔連通的透明液位管。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英砂酸洗設(shè)備，其特征在于:回酸管道上安裝有第二抽酸栗O7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英砂酸洗設(shè)備，其特征在于:所述熱水爐為鋁熱水爐。
【文檔編號】C01B33/12GK105883818SQ201610203299
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】王林
【申請人】王林