一種采用熔鹽法提純石英砂的方法技術

本發明專利技術公開了一種采用熔鹽法提純石英砂的方法，依次包括步驟：1)將硫酸氫鉀溶于水中制成硫酸氫鉀水溶液；2)向硫酸氫鉀水溶液中加入石英砂，經混合均勻得到漿料混合物；3)烘干漿料混合物，并將烘干后的混合料于300~1000℃溫度下恒溫1~3h得到前驅體；4)將前驅體倒入10~40%硫酸溶液中經攪拌均勻后靜置0.5~3d，過濾得到石英砂；5)用去離子水沖洗過濾得到的石英砂至中性，并烘干沖洗后的石英砂，即得到提純后的石英砂。本發明專利技術方法工藝簡單、成本低、無廢水排放、反應環境友好，適于工業化生產。采用本發明專利技術方法所得石英砂純度高，可用于信息、光伏產業等配套材料的制備。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于無機材料
，尤其涉及。
技術介紹
國內有研究表明，高溫下用NaNOjP Al2O3 ·9Η20融鹽能夠有效的降低石英砂中Al、 Fe等雜質的含量，因為NaNO3和Al2O3 ·9Η20在高溫下分解成Na2O和Al2O3，Na2O能促進石英砂表面的方石英化，增強石英粉龜裂效果；鋁與堿金屬的親和能力比硅強，Al2O3能和堿金屬雜質反應生成易溶于酸的化合物，容易清洗除去。但該反應所需的反應溫度高，且Al雜質容易二次污染，對Ti的去除效果差。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術提出了一種工藝簡單、成本低、 環境友好的采用熔鹽法提純石英砂的方法。為解決上述技術問題，本專利技術采用如下技術方案 ，依次包括以下步驟1)將硫酸氫鉀溶于水中制成硫酸氫鉀水溶液，其中，硫酸氫鉀和水的質量比為 (Γ3) :5 ；2)向硫酸氫鉀水溶液中加入石英砂，經混合均勻得到漿料混合物，其中，硫酸氫鉀和石英砂的質量比為20: (2 5);3)烘干漿料混合物，并將烘干后的混合料于30(Tl00(rC溫度下恒溫廣3h得到前驅體；4)將前驅體冷卻至10(T20(TC后，倒入1(Γ40%硫酸溶液中經攪拌均勻后靜置0.5^3 天，經過濾得到石英砂；5)用去離子水沖洗過濾得到的石英砂至中性，并烘干沖洗后的石英砂，即得到提純后的石英砂。作為優選1、步驟2)中的石英砂尺寸為0.125 0. 147mm ；2、步驟3)中將漿料混合物于3(T28(TC下烘干；3、步驟5)中在3(T18(TC下烘干沖洗后的石英砂。作為本專利技術原材料的硫酸氫鉀(KHSO4),又名酸式硫酸鉀，是一種常見的工業化學品，其熔點很低(約197°C)，在300°C以上會發生分解，生成焦硫酸鉀(K2O2S7)15熔融狀態下的焦硫酸鉀，會與石英中Al、Ti、Fe等雜質發生反應生成硫酸鋁、硫酸氧鈦、硫酸鐵等易溶于高濃度硫酸的物質，同時殘留的焦硫酸鉀遇水后會重新生成硫酸氫鉀，可經水洗除去。與現有技術相比，本專利技術具有以下優點和有益效果本專利技術方法工藝簡單、成本低、無廢水排放、反應環境友好，適于工業化生產。采用本專利技術方法所得石英砂純度高，可以使石英砂中Al、Fe、Ti等雜質元素分別降至17. 325 23. 725ppm、0. 6 0. 9ppm、9. 25 12. 75ppm,經該方法提純后的石英砂，可以用于信息、光伏產業等配套材料的制備。具體實施例方式下面將通過實施例進一步說明本專利技術。實施例1分別稱取IOg硫酸氫鉀和IOOg石英砂，將IOg硫酸氫鉀溶于50g水中制成硫酸氫鉀水溶液，向硫酸氫鉀水溶液中加入稱取的石英砂，經混合均勻得到漿料混合物；將漿料混合物于30°C下烘干，將烘干后的混合物放入馬弗 爐中于300°C反應lh，得到前驅體；將前驅體冷卻至100°C后倒入40%的硫酸溶液中靜置24h，過濾得到石英砂；用去離子水沖洗過濾得到的石英砂至中性，并于180°C下烘干，即得到提純后的石英砂。本實施例提純后的石英砂中， Al、Fe、Ti 雜質元素的含量分別降至 23. 725ppm、0. 9ppm、12. 75ppm。實施例2分別稱取25g硫酸氫鉀和IOOg石英砂，將25g硫酸氫鉀溶于50g水中制成硫酸氫鉀水溶液，向硫酸氫鉀水溶液中加入稱取的石英砂，經混合均勻得到漿料混合物；將漿料混合物于280°C下烘干，將烘干后的混合物放入馬弗爐中于650°C反應3h，得到前驅體；將前驅體冷卻至130°C后倒入10%的硫酸溶液中靜置12h，過濾得到石英砂；用去離子水沖洗過濾得到的石英砂至中性，并于110°C下烘干，即得到提純后的石英砂，本實施例提純后的石英砂中，Al、Fe、Ti雜質元素的含量分別降至18. 475ppm、0. 6ppm、10. 625ppm。實施例3分別稱取30g硫酸氫鉀和IOOg石英砂，將30g硫酸氫鉀溶于50g水中制成硫酸氫鉀水溶液，向硫酸氫鉀水溶液中加入稱取的石英砂，經混合均勻得到漿料混合物；將漿料混合物于80°C下烘干，將烘干后的混合物放入馬弗爐中于1000°C反應2h，得到前驅體；將前驅體冷卻至200°C后倒入20%的硫酸溶液中靜置72h，過濾得到石英砂；用去離子水沖洗過濾得到的石英砂至中性，并于30°C下烘干，即得到提純后的石英砂。本實施例提純后的石英砂中，Al、Fe、Ti 雜質元素分別降至 17. 325ppm、0. 7ppm、9. 25ppm。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種采用熔鹽法提純石英砂的方法，其特征在于，依次包括以下步驟：１）將硫酸氫鉀溶于水中制成硫酸氫鉀水溶液，其中，硫酸氫鉀和水的質量比為（１～３）：５；２）向硫酸氫鉀水溶液中加入石英砂，經混合均勻得到漿料混合物，其中，硫酸氫鉀和石英砂的質量比為２０：（２～５）；３）烘干漿料混合物，并將烘干后的混合料于３００～１０００℃溫度下恒溫１～３ｈ得到前驅體；４）將前驅體冷卻至１００～２００℃后，倒入１０～４０％硫酸溶液中經攪拌均勻后靜置０．５～３天，經過濾得到石英砂；５）用去離子水沖洗過濾得到的石英砂至中性，并烘干沖洗后的石英砂，即得到提純后的石英砂。

【技術特征摘要】
1.一種采用熔鹽法提純石英砂的方法，其特征在于，依次包括以下步驟1)將硫酸氫鉀溶于水中制成硫酸氫鉀水溶液，其中，硫酸氫鉀和水的質量比為 (Γ3) :5 ；2)向硫酸氫鉀水溶液中加入石英砂，經混合均勻得到漿料混合物，其中，硫酸氫鉀和石英砂的質量比為20: (2 5);3)烘干漿料混合物，并將烘干后的混合料于30(Tl00(rC溫度下恒溫廣3h得到前驅體；4)將前驅體冷卻至10(T20(TC后，倒入1(Γ40%硫酸溶液中經攪拌均勻后靜置0.5 3天， 經過濾得到石英砂；5)用去離子水沖洗過濾得到的石英砂至中性，并烘干沖洗...

【專利技術屬性】
技術研發人員：袁良杰，何必寅，胡樂，歐陽勇，
申請(專利權)人：武漢大學，
類型：發明
國別省市：83