Способ очистки кварцевого песка

Способ очистки кварцевого песка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик ог 806623

-а

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 270778 (2! ) 2б 48840/29-33

Р1 М К„З с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—

С 03 В 1/00

Государственный комитет

СССР по.делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.0281. Бюллетень ¹ 7 (5З) УДКббб. 1. 022 (088. 8) Дата опубликования описания 230281 (72) Авторы изобретения

P.B. Мирошниченко и В.Я. Демьянов (71) Заявитель (54) СПОСОБ. ОЧИСТКИ КВАРЦЕВОГО PECKA...Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к обогащению минерального сырья для использования его в проиводстве высококачественных силикатных стекол, Для производства многих силикатных оптических и специальных технических стекол применяется дорогостоящий жильный кварц, который после соответствующей обработки содержит FegOg 0,005 — 0,007Ъ.

Сложность очистки стекольных кварцевых песков состоит в том, что в них окислы железа сосредоточены в раз- 15 личных формах примесей т.е. в примесных минералах как свободных, так и сросшихся с кварцевым зерном, в минеральных примесях внутри зерен, в минеральных желеэосо- 2О держащих пленочных образованиях на поверхности зерен, а также в структурных примесях. Особые трудности представляет извлечение железа, находящегося в минеральных пленках на поверхности зерен и в примесях внутри кварцевых зерен. Железосодержащие поверхностные пленки на зернах, обычно сильно кородированных, проникают в тело кварцевых зерен по ЗО углублениям и трещинам, что создает большие трудности, а часто и невозможность их отделения при промывке и механической оттирке песка. Извлечение железа из внутренних минеральных включений требует предварительного разрушения зерен до полного отделения включений от кварца и последующего их вывода из измельченного песка.

Известен способ о истки кварцевого песка от окислов железа с применением температурной обработки и последующей или одновременно проводимой химической обработки кварцевого песка.

При температурной обработке песка осуществляется превращение кварцевого зерна, сопровождающееся его резким объемным увеличением и образованием в его массе трещин, что позволяет химическому агенту проникнуть к открывшимся внутренним включениям jl.J

Недостаток этого способа заключается в том, то химической обработкой кварцевых песков, прошедших превращения, осуществляется удаление железа иэ поверхностных минеральных пленок и частично из внутренних примесей зерен леска,открывшихся лосту806623 пу химического агента в местах образовавшихся трещин.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ очистки кварцевого песка,включающий проьжвку, термическую обработку, охлаждение, химическую обраЬотку, дополнительную промывку и сушку, причем.термообработку крупки ведут, во взвешенном состоянии в газовой среде, а иэотермическую выдерж- g ку осуществляют в интервале темперао тур 1450 — 1470 С в псевдосжиженном слое (2) .

Недостатком данного способа является то, что здесь происходит лишь 20Ъ модификационного превращения кварца в кристобалит, и поэтому не обеспечивается очистка кварцевого сырья от красящих примесей.

Цель изобретения — получение высококачественных оптических силикат- 20 ных и технических стекол эа счет достижения глубокой очистки кварцевого песка крупностью менее 0,8 мм до содержания Ре 03 менее 0,01Ъ.

Сущность данного способа состоит в удалении из песка примесей глинистых частиц, свободных минералов и сростков, и последующей обработке кварцевого песка таким образом, что- щ бы не применяя механического измельчения песка, сделать доступным внутренние минеральные примеси к воздействию на них кислот.

Поставленная цель достигается тем, З что в способе очистки стекольного кварцевого песка с крупностью зерен менее 0,8 мм включающем промывку,термообработку, охлаждение, химическую обработку, дополнительную промывку и сушку, термообработку песка проводят 4О в течение времени, достаточно полно-. го для перерождения кварцевых зерен песка с образованием в массе полученного продукта более 50Ъ кристобалита.

Целесообразно термическую обработку осуществлять при 1500-1600 С в течение 1-5 ч. При этом осуществляется полное перерождение кварца зерен с образованием в полученном продукте более 50Ъ кристобалита. При термообработке в кварце зерен песка, поверхностных минеральных пленках и внутренних примесях проходят физические, физико-химические процессы, происходит потеря конституционной воды, разложение минеральных компонентов. разрушение кристаллической решетки, проходят химические реакции. Кристобалитизацией кварцевых зерен достигается уменьшение д) их плотности. увеличение объема, разрыхление структуры, образование в массе зерен трещин. Все эти изменения, вызываемые высокотемпературной обработкой песка, создают условия для проникновения химического агента в массу каждого зерна и его глубокой очистки. Получаемая степень очистки сравнима с той, которая достигается химической обработкой измельченных кварцевых зерен песка, прошедших предварительную очистку от пбверхностных минеральных пленок химическим способбм, Выполнение способа иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1, В кварцевом песке Новоселовского месторождения с содержанием Fe@03- 0,01 68Ъ, после промывки, отделения тяжелых минералов и сростков, содержание

Fe O составляет 0,013Ъ. B результате последующей температурной обработки в течение 5 ч при 1500 С происходит перерождение кварцевых зерен с образованием 71Ъ кристобалита. После охлаждения и химической обработки 5Ъ раствором щавелевой кислоты При 60 С в течение

2 ч, содержание Fe O в песке составляет 0,005Ъ.

Пример 2. Фракция Новоселовского песка крупностью от 0,4 мм до 0,2 мм, составляющая более 60Ъ массы кварцевого песка и используемая в ряде случаев как сырье для хрусталя и отдельных видов стекол, содержащая Fe,

Промывкой и отделением тяжелых ми-, нералов и сростков содержание

Fe снижено до 0,011Ъ. После 4 ч температурной обработки при 1550 С о количество образованного кристобалита в песке составляет 61Ъ.

После 2 ч обработки охлажденного песка в 5Ъ растворе щавелевой кислоты при 60 С, промывки, сушки, содержание FG O в полученном продукте составляет 0,0028Ъ, Пример 3. В кварцевом песке

Ташлинского месторождения с F 203

0,02Ъ,промывкой,отделением тяжелых минералов и сростков содержание Fe 0 снижено до 0,0188Ъ. После 4 ч температурной обработки при

1550 С в массе кварцевого песка образуется 65Ъ кристобалита. После охлаждения и 2 ч химической обработки в 5Ъ растворе щавелевой кислоты содержание FegO в песке составляет 0,0073Ъ.

Результаты анализа продуктов, полученных после проведения очистки стекольного кварцевого песка предлагаемым способом при различных режимах термообработки представлены в таблице.

806623

Содержание F6g09 после химической обработки песка, прошедшего термообработку, Ф

Содержание

F02{3% в песке после промывки и отделения тяжелых ми нер алов l дерние

205 исД м, а

По известному спо" собу при

700 С

lie предлагаемому способу

Кварцевый песок Новсселовского месторождения крупностью 40, В мм 0,0168

0,009 0,005 71 0,005 54 0,0055 67

0i0)3

Кварцевый лесок Новоселовского месторождения, класс0t4 + 0,2 мм

0,004 57 0,0028 61

0,009

0,012 0,011

Кварцевый песок тай3лин» ского месторождения

О, 02 0,0188 0,0106 0,007 59 О, 0073 65 0,0068 54

Формула изобретения

Проведена варка хрусталя с исполь- ЗО зованием в качестве кварцевого сырья песка Ташлинского месторождения, прошедшего очистку от окислов железа по предполагаемому способу. Содержание

FS@Oy в песке составляет 0,007Ъ. 35

Сваренное стекло по колеру не уступает стеклу, сваренному на гранулированном кварце Кыштымского месторождения с содержанием Fe>O 0,008%.

Использование предлагаемого спо- 4{) соба очистки стекольного кварцевого песка обладает по сравнению с сущесвующчми способами следующими преимуществами а) возможность глубокой очистки 4 песка без осуществления трудоемкого процеccа измельчения;. б) воэможность глубокой очистки кварцевых стекольных песков многих месторождений, что позволит обеспечить потребности в сырье производства высококачественных стекол; в) полученный данным способом обогащенный стекольный кварцевый песок может заменить в ряде производств оптических силикатных стекол и специаль- 55 ных технических стекол дефицитное и дорогостоящее кварцевое сырье;

r) структурные особенности полученного обогащенного кварцевого песка могут быть полезными в производстве тонко молотых шихт.

Для доведения изобретения до промышленного использования необходимо

ВНИИПИ Заказ 163/37 I

Филиал ППП "Патент", r. Ужг провести работы по изучению влияния масштабного фактора на процесс очистки песка и создание технологического оборудования.

1. Способ очистки кварцевого песка, включающий промывку, термическую обработку, охлаждение, химическую обработку, дополнительную промывку, сушку, отличающийся тем, что, с целью получения высококачественного оптического, силикатного и технического стекла 3а счет достижения глубокой очистки кварцевого песка крупностью менее 0,8 мм до содержания 6 0 менее 0,01%, термическую обработку песка осуществляют в течение времени, достаточного для полного перерождения кварцевых зерен песка с образованием в массе полученного продукта более 50% кристобаллита

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что термообработку осуществляют при 1500-1600 С в течение 1-5 ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 1496682, кл. С 03 С 1/02, 1964.

2. Авторское свидетельство С CP по заявке 9 2479257/29-33, кл. С 03 В 5/00, 1977. ираж 531 Подписное ород, ул. Проектная, 4