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如何最大限度的提高石英砂酸洗的效率?

2017-12-06 16:23:32.0 来源:

石英砂价格的上涨很大一部分原因归结于酸洗工艺所带来的环保成本的增加,由部分企业透漏,环保持续高温不退,酸洗石英砂污染严重,不能维持稳定生产,后续复产日期无望;目前,石英砂产品中普砂供应正常,但精砂供应紧张的情况越来越严重,耐火材料用精砂的订单出现排队积压的情况。

石英砂是一种稳定的化学物质,主要用于玻璃、铸造、陶瓷及耐火材料、冶炼硅铁以及水处理等工业。天然石英矿石通常含有氧化铁、粘土、云母和有机杂质,且表面一般有一层铁水形成膜,相对于某些对含铁量有严格要求的精细行业来讲,生产中用石英砂时是必须要经过酸洗的,以降低石英砂中铁的含量。

通过酸洗可有效去除石英砂黄皮和杂质,但在酸洗过程中,肯定会产生废液,不经处理排放会造成诸多污染,如:

(1)氟污染;

(2)腐蚀下水管道和钢筋混凝土等水工构筑物;

(3)阻碍废水生物处理中的生物繁殖;

(4)酸度大的废水会毒死鱼类,使庄稼枯死,影响水生作物生长;

(5)含酸废水渗入土壤,时间长了会造成土质钙化,破坏土层松散状态,因而影响农作物生长;

(6)人畜饮用酸度较大的水,可引起肠胃发炎,甚至烧伤。

建立中和池妥善处理废液,并将生产用水循环利用,是企业处理酸洗废液的常规做法。然而,除了在处理废液方面下功夫,企业还需要掌握的如何最大限度提高石英砂酸洗的效率。

1、不同酸对石英砂酸洗效果的影响

结果表明,三元混酸酸洗除铁效果最好。其中,盐酸具有良好的金属溶解能力,且对铁离子有络合性;硝酸能有效的氧化金属元素生成可溶性盐,但单独使用时效果欠佳;氢氟酸对二氧化硅、云母、长石等都具有明显的溶蚀作用,加入氢氟酸可明显提升除铁效果;混酸酸洗可产生协同效应,有利于提高杂质去除效率。

2、酸洗温度对石英砂酸洗效果的影响

由上图可知,酸洗温度的提升会加快反应速率和提高铁去除率,但这种提升效果会随着温度的增高趋于减弱。铁去除率随着时间延长而变大,酸洗温度较高时去除率较大,且去除率曲线短时间内上升较快,随后趋于平缓。

3、酸的浓度对石英砂酸洗效率的影响

铁去除率随着时间延长和酸浓度增高而变大;铁去除率曲线可以分为三个阶段:10-60min斜率较大,反应激烈;60-360min斜率减小,反应放缓;3601440min斜率趋近零,反应极其缓慢。即酸液浓度增大会推动反应的正向进行,激活更多的活化分子,提升除铁率,但浓度过高会迅速生成产物层限制反应进行,铁去除率增幅变缓。

综合分析

结果表明,三元混酸(硝酸+盐酸+氢氟酸)除铁效果最好;V酸:V水=1:1,90C水浴反应360min,石英砂中铁去除率最高可达88.3%,铁杂质含量为24.76ug/g;除以上介绍外,采用搅拌,超声等物理性手段以及加入氧化剂、络合剂等化学性手段等辅助方法可抑制产物层形成或加速产物层流动以降低反应活化能,提高酸洗提纯的效果。

石英砂酸洗是现阶段石英砂提纯除铁以及精细加工必不可少的工序之一,在环保风暴以及限产制度的背景下,为保证石英砂行业更好更健康的发展,12月12-13日,中国粉体网将在安徽省凤阳国际大酒店举办“2017石英砂精细加工及应用技术交流会”。会议旨在为当地及国内石英砂产业界人士提供石英砂提纯及精细加工技术方面的沟通平台,强化行业信息交流,为企业产品转型提供优质解决方案。

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