本发明涉及一种微纳米加工技术,具体涉及一种把石英矿工业化加工形成微纳米材料的技术。
背景技术:
1、石英是一种广泛存在于地壳中的矿物,化学成分为二氧化硅(sio2)。它是地球上最常见的矿物之一,也是许多岩石中的主要成分之一。
2、石英具有高硬度、化学稳定性和抗腐蚀性,且不易受化学环境影响,因此在工业领域有着广泛的应用。石英可以根据其晶体结构的不同形式分为多种品种,最常见的是alpha-石英(正常石英)、beta-石英(高温石英)和晶体结构不规则的非晶态石英。
3、石英的主要来源为石英矿,而石英矿的加工过程通常包括以下主要步骤:采矿和选矿:首先需要对含有石英矿的矿石进行采矿,然后通过选矿方式将石英矿从其他矿物或杂质中分离出来。粉碎和研磨:将石英矿石进行粉碎和研磨,将其制成适合加工的粒度。洗涤:使用洗涤方法去除石英矿石中的表面杂质和泥土。分级和高效选粉:根据石英矿石的用途和规格需求,进行分级和高效选粉处理,将其分为不同粒度的产品。磁选:利用磁性分离技术去除石英矿石中的磁性杂质。最后,经过粉碎研磨等技术,得到需要的产品形态,例如砂粒、粉末、颗粒、微纳米粉体等,用于不同的工业应用领域。
4、然而,在现有技术中,当需要把石英矿加工成微纳米材料的时候,则较为困难,通常只能小规模操作,这主要是因为后期进行研磨得到微纳米材料较为困难;并且得到的微纳米材料的质量也无法保证;其中,较为重要的指标就是控制最终产品中的金属物如铝元素和钙元素,铝元素和钙元素的量均需要控制在一定量以下,然而该指标经常出现超标的问题,这是因为磁选过程去除微量金属原元素的性能不彻底。
技术实现思路
1、为解决上述技术中存在的问题,本发明提供一种能够降低石英矿中金属物含量的技术。
2、本发明提供的一种石英加工微纳米材料制备方法,其包括下面的步骤:
3、步骤1:对于石英矿原料进行初步清洗、粗破碎、细破碎、粗磨粉、磁选和筛选得到需要等级的石英粉末材料,石英粉末材料的粒径为在600nm以下的材料;
4、步骤2:把步骤1得到的石英粉末材料与研磨助剂进行混合,研磨助剂为pva接枝二氧化硅的微球;
5、步骤3:通过高性能无重力负压磨机再次进行研磨得到的粉体进行分级和高效选粉机分选后得到的细粉采用高效分离选粉机得到粒径小于150nm的微纳米材料。
6、步骤4:把微纳米材料经过处理去除pva。
7、优选地,
8、步骤1中包括下面的步骤:
9、原料准备:首先将采集到的石英矿石进行初步筛选和清洗,去除掉杂质和泥土等杂物;
10、粗破碎:将清洗后的石英矿石送入破碎机中进行初步破碎,将石英块破碎成较小的颗粒;
11、细破碎:经过粗破碎后的石英颗粒再送入颚式破碎机或磨粉机中进行细破碎,使其成为更细的颗粒。
12、磨粉:将细破碎后的石英颗粒送入磨粉机进行进一步粉碎,将石英颗粒研磨成细小的粉末。
13、磁选,把粉末送入磁选机内进行磁选而降低金属元素的含量;
14、分级和高效选粉:通过振动筛设备对粉碎后的石英粉末进行筛分,按照不同粒度的要求进行分级和高效选粉。
15、优选地,所述pva接枝二氧化硅的微球的制备过程为:
16、优选地,所述pva接枝二氧化硅微球的制备过程为:
17、首先,将酸性二氧化硅微球与pva连接起来,形成pva接枝二氧化硅的纳米微球。
18、优选地,所述pva接枝二氧化硅的微球中的pva的分子量为1万至3万,二氧化硅纳米颗粒和pva的用量比为5:1至10:1。
19、优选地,把微纳米材料在水中加入浓盐酸并加热至50至70℃,搅拌1小时至2小时后静置分层,该过程使得pva与二氧化硅微球分离,下方固体物为需要的微纳米材料,经过烘干得到产品。
20、优选地,酸化的二氧化硅纳米颗粒与pva在dmap和dcc的催化下反应,dmap和dcc的质量用量比为1:3至1:5,dmap和dcc的质量用量为总反应物的1%至5%;反应温度为25℃至30℃,在二氯甲烷溶剂中反应12小时至24小时。
21、本发明的有益效果为:在获得尺寸均匀的石英粉末材料之后,进行二次精细研磨,通过加入研磨助剂pva接枝二氧化硅的微球,一方面这种纳米微球粒径小,这些小球填充在石英粉末材料之后,当进行研磨的时候辅助对于石英颗粒进行撞击和摩擦,使得石英粉末材料更容易形成更加小的物质而得到需要粒径的微纳米材料;并且,在后续清洗过程中,pva能够很好地吸附水溶液中的微量的氯离子和钙离子,起到螯合吸附的作用;并且,通过酸处理后,使得pva完全溶解在水相中,这样通过分层而与石英粉分离,由此提高纯度;经过检测得到的最终数据中氯离子和钙离子的含量均低于现有技术。
1.一种石英加工微纳米材料制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的石英加工微纳米材料制备方法,其特征在于,
3.根据权利要求1所述的石英加工微纳米材料制备方法,其特征在于,
4.根据权利要求3所述的石英加工微纳米材料制备方法,其特征在于,所述pva接枝二氧化硅的微球中的pva的分子量为1万至3万,二氧化硅纳米颗粒和pva的用量比为5:1至10:1。
5.根据权利要求1所述的石英加工微纳米材料制备方法,其特征在于,把微纳米材料在水中加入浓盐酸并加热至50至70℃,搅拌1小时至2小时后静置分层,该过程使得pva与二氧化硅微球分离,下方固体物为需要的微纳米材料,经过烘干得到产品。
6.根据权利要求1所述的石英加工微纳米材料制备方法,其特征在于,酸化的二氧化硅纳米颗粒与pva在dmap和dcc的催化下反应,dmap和dcc的质量用量比为1:3至1:5,dmap和dcc的质量用量为总反应物的1%至5%;反应温度为25℃至30℃,在二氯甲烷溶剂中反应12小时至24小时。
