一种矿山剥离的高硅废石制备平板玻璃用硅质原料的方法

技术领域

本发明涉及建筑材料原料制备技术领域，具体涉及一种矿山剥离的高硅废石制备平板玻璃用硅质原料的方法。

背景技术

据统计，我国露天开采的矿山达到20余万个，矿山露天开采过程中，避免不了产生剥离物，依据矿体成矿因素的不同，剥离物的种类不尽相同；矿山露天开采产生的剥离物分为两类，一类是剥离土，一类是剥离废石；剥离废石主要是由石英矿物组成，石英含量大于85％，这类石英矿物形成方式有两种，一种是由砂岩或其他硅质岩石经过区域变质作用，重结晶而形成的；另一种是是在岩浆附近的硅质岩石经过热接触变质作用而形成石英矿物。

现有技术中，针对这部分矿山剥离废石的处理方式主要是被用作机制砂石骨料或者用于路基填充材料等低附加值应用；原料的低附加值应用从另一方面看也是对资源的浪费，随着自然矿产资源的匮乏，可用作玻璃用硅质原料的硅质原料也逐渐稀缺。

因此，有效利用上述矿山剥离高硅废石，提高其附加值，显然具有积极的现实意义。

发明内容

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种矿山剥离的高硅废石制备平板玻璃用硅质原料的方法，包括如下步骤：

(1)原料制备：将矿山剥离高硅废石通过格栅振荡，进行第一步初筛，初筛后的高硅废石进行冲洗，除去表面附着的大部分含泥矿物，得到剥离高硅废石原料；

(2)破碎筛分：将所述步骤(1)得到的剥离高硅废石原料投入到鄂式破碎和锤式破碎设备中，锤式破碎机筛网分别选择0.1mm和0.5mm，收集0.1-0.5mm之间的破碎颗粒，得到粗制平板玻璃用砂；

(3)擦洗除泥：将所述步骤(2)得到的粗制平板玻璃用砂置于擦洗容器中，控制擦洗浓度和擦洗时间，通过颗粒间的摩擦，除去附着在颗粒表面的部分杂质成分，得到平板玻璃用砂；

(4)湿法磁选：将所述步骤(3)得到的平板玻璃用砂加入高梯度磁选机，设定场强和转速，将平板玻璃用砂颗粒中的磁性矿物分离出来；

(5)酸洗处理：在所述步骤(4)的磁选过后的物料中加入酸液，除去颗粒中易溶于酸的杂质矿物，然后加水清洗至上清液pH值为中性，得到精制平板玻璃用砂颗粒；

(6)收集干燥：收集所述步骤(5)得到的精制平板玻璃用砂颗粒，烘干至恒重，即可得到平板玻璃用硅质原料。

优选地，所述高硅废石是矿山露天开采过程中产生的一种高含硅量的剥离废石，其矿物成分主要为：石英、斜绿泥石、高岭石。

优选地，步骤(1)中所述的高压循环水冲洗池是一套具有水处理功能的循环作业池，高压冲洗下来的杂质矿物经压滤成泥饼，与其他剥离土进行综合利用，滤液回流至循环池利用。

优选地，步骤(3)中所述的擦洗容器包括快速捣浆桶或棒磨筒，擦洗浓度选择为20-50％，

优选地，步骤(3)中所述的擦洗容器包括快速捣浆桶或棒磨筒，擦洗时间15-60min。

优选地，步骤(4)中所述的湿法磁选包括选择磁选介质和磁场强度，磁选介质可选钢毛，磁场强度1.0T～2.0T。

优选地，步骤(5)中所述的酸洗处理用的酸包括盐酸、硫酸、硝酸、柠檬酸等。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：

1、本发明开发了一种矿山剥离的高硅废石制备平板玻璃用硅质原料的方法，实验证明，与现有技术相比，由本发明的方法制得的平板玻璃用硅质原料：SiO

2、本发明的制备方法工艺流程简单，成本较低，这种工艺方法不仅拓宽了矿山剥离的高硅废石的利用价值，为矿山剥离物减量化、资源化处置提供路径，同时也为传统玻璃原料提供新来源，经济性和实用性较强，适于推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的一些附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1所采用的高硅废石制平板玻璃用硅质原料流程图。

图2为本发明实施例1矿山剥离高硅废石的X射线衍射图谱。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参见附图1-2，本实施例提供了一种矿山剥离的高硅废石制备平板玻璃用硅质原料的方法，包括以下步骤：

(1)原料制备：将矿山剥离废石通过格栅振荡，进行第一步初筛，初筛后的废石进行冲洗，除去表面附着的大部分含泥矿物，得到剥离废石原料；

(2)破碎筛分：将步骤(1)得到的剥离废石原料投入到鄂式破碎和锤式破碎设备中，锤式破碎机筛网分别选择0.1mm和0.5mm，收集0.1-0.5mm之间的破碎颗粒，得到粗制平板玻璃用砂；

(3)擦洗除泥：称取步骤(2)得到的粗制平板玻璃用砂500g置于擦洗容器中，擦洗浓度为20％，擦洗时间30min，搅拌转速2000r/min通过颗粒间的摩擦，除去附着在颗粒表面的部分杂质成分，得到平板玻璃用砂；

(4)湿法磁选：将步骤(3)得到的平板玻璃用砂加入高梯度磁选机，场强1.8T，转速20r/min将平板玻璃用砂颗粒中的磁性矿物分离出来；

(5)酸洗处理：在步骤(4)的磁选过后的物料中加入过量的稀盐酸，除去颗粒中易溶于酸的杂质矿物，然后加水清洗至上清液pH值为中性，得到精制平板玻璃用砂颗粒；

(6)收集干燥：收集步骤(5)得到的精制平板玻璃用砂颗粒，置于105℃烘箱烘干至恒重，即可得到平板玻璃用硅质原料。

附图1可看出该类矿山尾矿土主要为石英的非金属矿物成分，附图2可以看出该工艺较为简单，成本较低。

实施例2：

本实施例提供了一种矿山剥离的高硅废石制备平板玻璃用硅质原料的方法，包括以下步骤：

(1)原料制备：将矿山剥离废石通过格栅振荡，进行第一步初筛，初筛后的废石进行冲洗，除去表面附着的大部分含泥矿物，得到剥离废石原料；

(2)破碎筛分：将步骤(1)得到的剥离废石原料投入到鄂式破碎和锤式破碎设备中，锤式破碎机筛网分别选择0.1mm和0.5mm，收集0.1-0.5mm之间的破碎颗粒，得到粗制平板玻璃用砂；

(3)擦洗除泥：称取步骤(2)得到的粗制平板玻璃用砂500g置于擦洗容器中，擦洗浓度为20％，擦洗时间20min，搅拌转速1500r/min通过颗粒间的摩擦，除去附着在颗粒表面的部分杂质成分，得到平板玻璃用砂；

(4)湿法磁选：将步骤(3)得到的平板玻璃用砂加入高梯度磁选机，场强1.4T，转速20r/min将平板玻璃用砂颗粒中的磁性矿物分离出来；

(5)酸洗处理：在步骤(4)的磁选过后的物料中加入过量的稀盐酸，除去颗粒中易溶于酸的杂质矿物，然后加水清洗至上清液pH值为中性，得到精制平板玻璃用砂颗粒；

(6)收集干燥：收集步骤(5)得到的精制平板玻璃用砂颗粒，置于105℃烘箱烘干至恒重，即可得到平板玻璃用硅质原料。

实施例3：

本实施例提供了一种矿山剥离的高硅废石制备平板玻璃用硅质原料的方法，包括以下步骤：

(1)原料制备：将矿山剥离废石通过格栅振荡，进行第一步初筛，初筛后的废石进行冲洗，除去表面附着的大部分含泥矿物，得到剥离废石原料；

(2)破碎筛分：将步骤(1)得到的剥离废石原料投入到鄂式破碎和锤式破碎设备中，锤式破碎机筛网分别选择0.1mm和0.5mm，收集0.1-0.5mm之间的破碎颗粒，得到粗制平板玻璃用砂；

(3)擦洗除泥：称取步骤(2)得到的粗制平板玻璃用砂500g置于擦洗容器中，擦洗浓度为25％，擦洗时间20min，搅拌转速2500r/min通过颗粒间的摩擦，除去附着在颗粒表面的部分杂质成分，得到平板玻璃用砂；

(4)湿法磁选：将步骤(3)得到的平板玻璃用砂加入高梯度磁选机，场强1.8T，转速20r/min将平板玻璃用砂颗粒中的磁性矿物分离出来；

(5)酸洗处理：在步骤(4)的磁选过后的物料中加入过量的稀盐酸，除去颗粒中易溶于酸的杂质矿物，然后加水清洗至上清液pH值为中性，得到精制平板玻璃用砂颗粒；

(6)收集干燥：收集步骤(5)得到的精制平板玻璃用砂颗粒，置于105℃烘箱烘干至恒重，即可得到平板玻璃用硅质原料。

实施例4：

本实施例提供了一种矿山剥离的高硅废石制备平板玻璃用硅质原料的方法，包括以下步骤：

(1)原料制备：将矿山剥离废石通过格栅振荡，进行第一步初筛，初筛后的废石进行冲洗，除去表面附着的大部分含泥矿物，得到剥离废石原料；

(2)破碎筛分：将步骤(1)得到的剥离废石原料投入到鄂式破碎和锤式破碎设备中，锤式破碎机筛网分别选择0.1mm和0.5mm，收集0.1-0.5mm之间的破碎颗粒，得到粗制平板玻璃用砂；

(3)擦洗除泥：称取步骤(2)得到的粗制平板玻璃用砂500g置于擦洗容器中，擦洗浓度为30％，擦洗时间30min，搅拌转速2500r/min通过颗粒间的摩擦，除去附着在颗粒表面的部分杂质成分，得到平板玻璃用砂；

(4)湿法磁选：将步骤(3)得到的平板玻璃用砂加入高梯度磁选机，场强1.4T，转速20r/min将平板玻璃用砂颗粒中的磁性矿物分离出来；

(5)酸洗处理：在步骤(4)的磁选过后的物料中加入过量的稀盐酸，除去颗粒中易溶于酸的杂质矿物，然后加水清洗至上清液pH值为中性，得到精制平板玻璃用砂颗粒；

(6)收集干燥：收集步骤(5)得到的精制平板玻璃用砂颗粒，置于105℃烘箱烘干至恒重，即可得到平板玻璃用硅质原料。

实施例5：

本实施例提供了一种矿山剥离的高硅废石制备平板玻璃用硅质原料的方法，包括以下步骤：

(1)原料制备：将矿山剥离废石通过格栅振荡，进行第一步初筛，初筛后的废石进行冲洗，除去表面附着的大部分含泥矿物，得到剥离废石原料；

(2)破碎筛分：将步骤(1)得到的剥离废石原料投入到鄂式破碎和锤式破碎设备中，锤式破碎机筛网分别选择0.1mm和0.5mm，收集0.1-0.5mm之间的破碎颗粒，得到粗制平板玻璃用砂；

(3)擦洗除泥：称取步骤(2)得到的粗制平板玻璃用砂500g置于擦洗容器中，擦洗浓度为45％，擦洗时间60min，搅拌转速2500r/min通过颗粒间的摩擦，除去附着在颗粒表面的部分杂质成分，得到平板玻璃用砂；

(4)湿法磁选：将步骤(3)得到的平板玻璃用砂加入高梯度磁选机，场强1.8T，转速20r/min将平板玻璃用砂颗粒中的磁性矿物分离出来；

(5)酸洗处理：在步骤(4)的磁选过后的物料中加入过量的稀盐酸，除去颗粒中易溶于酸的杂质矿物，然后加水清洗至上清液pH值为中性，得到精制平板玻璃用砂颗粒；

(6)收集干燥：收集步骤(5)得到的精制平板玻璃用砂颗粒，置于105℃烘箱烘干至恒重，即可得到平板玻璃用硅质原料。

实施例6：

本实施例提供了一种矿山剥离的高硅废石制备平板玻璃用硅质原料的方法，包括以下步骤：

(1)原料制备：将矿山剥离废石通过格栅振荡，进行第一步初筛，初筛后的废石进行冲洗，除去表面附着的大部分含泥矿物，得到剥离废石原料；

(2)破碎筛分：将步骤(1)得到的剥离废石原料投入到鄂式破碎和锤式破碎设备中，锤式破碎机筛网分别选择0.1mm和0.5mm，收集0.1-0.5mm之间的破碎颗粒，得到粗制平板玻璃用砂；

(3)擦洗除泥：称取步骤(2)得到的粗制平板玻璃用砂500g置于擦洗容器中，擦洗浓度为50％，擦洗时间60min，搅拌转速2500r/min通过颗粒间的摩擦，除去附着在颗粒表面的部分杂质成分，得到平板玻璃用砂；

(4)湿法磁选：将步骤(3)得到的平板玻璃用砂加入高梯度磁选机，场强1.8T，转速20r/min将平板玻璃用砂颗粒中的磁性矿物分离出来；

(5)酸洗处理：在步骤(4)的磁选过后的物料中加入过量的稀盐酸，除去颗粒中易溶于酸的杂质矿物，然后加水清洗至上清液pH值为中性，得到精制平板玻璃用砂颗粒；

(6)收集干燥：收集步骤(5)得到的精制平板玻璃用砂颗粒，置于105℃烘箱烘干至恒重，即可得到平板玻璃用硅质原料。

按照标准JC/T529-2000《平板玻璃用硅质原料》对上述实施例得到的平板玻璃用硅质原料进行各项性能指标的测试，测试结果如下表。

综上所述，本发明开发了一种矿山剥离的高硅废石制备平板玻璃用硅质原料的方法，实验证明，与现有技术相比，由本发明的方法制得的平板玻璃用硅质原料可达到：SiO

以上所述实施例仅表达了本发明的6种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。