Прокалочное бесфтористо-азотное выщелачивание для удаления примесей из кварцевого песка

Травление является важным средством для удаления примесей в кварце, обычно используются плавиковая кислота, азотная кислота, соляная кислота, серная кислота, уксусная кислота и щавелевая кислота. При использовании неорганических кислот для кислотного выщелачивания из-за жесткости кварцевого песка концентрация этих неорганических сильных кислот должна быть очень высокой. Во многих случаях концентрация кислоты составляет 20-30%, а высокая концентрация кислоты вызывает коррозию выщелачивающего оборудования. Очень сильный.

Обычно используемой органической слабой кислотой является щавелевая кислота, или для повышения эффективности выщелачивания используется комбинация некоторых слабых кислот. Уксусная кислота также является другим выщелачивающим агентом на основе органических кислот, который совершенно не токсичен для окружающей среды и практически не имеет потерь целевого продукта SiO2. Добавляя щавелевую и уксусную кислоты, можно эффективно удалить примеси из кварцевого песка. Напротив, щавелевая кислота имеет более высокие скорости выщелачивания и удаления Fe, Al и Mg, тогда как уксусная кислота более эффективно удаляет примесные элементы Ca, K и Na.

После прокаливания кварцево-кремниевой руды в определенном месте в качестве фильтрата для удаления примесей из кварцевого песка использовали щавелевую кислоту, уксусную кислоту и серную кислоту, которые легко обрабатываются отработанной жидкостью на более поздней стадии. Результаты показали, что:

(1) Общее количество примесей в кварцевой руде, отобранной для испытаний, составляет 514,82 ppm, из которых основными примесными элементами являются Al, Fe, Ca, Na, а примесными минералами являются слюда, нефелин и оксиды железа.

(2) При кальцинировании кварцево-кремнеземной руды при 900°C в течение 5 часов скорость удаления травильных примесей является самой высокой. По сравнению с некальцинированной кварцевой рудой, поверхность кальцинированной закаленной в воде кварцевой руды имеет больше трещин большей ширины и глубины, и на поверхности распределено несколько отверстий разного размера. Это связано с тем, что при прокаливании при 573°С кварц претерпит фазовый переход из α-решетки в β-решетку, и матрица кварца будет расширяться за счет изменения решетки, причем скорость расширения составляет около 4,5%, а объемное расширение будет привести к трещинам. Трещины в основном возникают на границе между кварцевой матрицей и примесными включениями, где много примесей. Можно сделать вывод, что кварцевая руда может образовывать трещины после прокаливания и закалки водой, и трещины будут обнажать примеси внутри кварцевого песка. , может способствовать эффекту удаления примесей кислотным выщелачиванием.

(3) Прокаленный кварцевый песок подвергают кислотному выщелачиванию щавелевой кислотой 0,6 моль/л, уксусной кислотой 0,6 моль/л и серной кислотой 0,6 моль/л при 80°C с соотношением твердой и жидкой фаз 1:5 и скорость перемешивания 300 об/мин. Время 4 часа – наилучшие условия для выщелачивания кварцевого песка. В оптимальных условиях наилучшие показатели удаления Al, Fe, Ca и Na составляют 68,18%, 85,44%, 52,62% и 47,80% соответственно.