一种光伏玻璃用石英砂酸洗液的回收方法与流程

1.本发明涉及非金属矿深加工和环保技术领域，具体涉及一种光伏玻璃用石英砂酸洗液的回收方法。

背景技术：

2.石英砂是一种重要的无机非金属材料之一，它广泛用于玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料等行业；石英砂纯度的高低和价值的大小主要取决于石英砂自身的金属杂质矿物含量的多少，尤其是以杂质铁为代表金属矿物的含量多少，来决定石英砂的自身价值和使用价值。光伏玻璃所需石英砂的含铁量要小于80ppm，天然石英砂石经过破碎、水洗、强磁选后含铁量仍高于100ppm，因此本领域普遍采用化学酸洗的办法除铁，使用最多的是草酸加温酸洗工艺。
3.现有的酸洗工艺采用强酸、弱酸或者强酸与弱酸的混合液，酸洗后的废液中含有大量的金属离子以及剩余的酸根离子，如果不对酸洗废液进行回收处理将会对环境产生严重的影响。现有的废液处理方法主要(1)采用活性炭纤维袋包装青石子去除草酸中的铁离子，利用青石子去除草酸中的铁离子，然后得到草酸滤液；(2)利用树脂对酸洗液进行处理，将草酸中的铁离子进行吸附去除；(3)还有采用酸碱中和的方法进行处理。
4.如公开号为cn105197939a的中国专利公开了一种提高石英砂粉纯度的酸洗以及废酸处理的工艺，包括以下步骤：将石英砂粉放入到酸洗提纯装置中，用酸泵将酸洗液泵入酸洗提纯装置中，所述的酸洗液由、氟硅酸、草酸以及水组成，或者由氟硅酸、草酸以及水组成；将酸洗后脱除酸洗液并收集起来；用清水将酸洗后的石英砂粉送至水洗装置中，洗涤至中性后，脱水即制得成品石英砂粉；将废酸转移至中和池中和，再用泵送入沉淀池中，氟硅酸钙和草酸钙沉淀下来；将沉淀后的清水再送入调节池中调节ph以沉淀铁离子；再用草酸或氟硅酸调节ph并再次沉淀草酸钙或氟硅酸钙，过滤后得到的清水送到车间循环使用。本发明能够显著提升纯度、降低杂质，并且后续处理简便。但是该方法需要多次进行中和沉淀，对草酸或氟硅酸的消耗量大，工艺繁琐，成本高。
5.再如公开号为cn108101357a的中国专利公开了一种石英砂草酸除铁后含盐废草酸水的处理及回用的方法，包括酸洗工序、草酸回收工序和尾泥处理工序，本工艺利用吸附树脂的对特定物质吸附特性，对草酸清洗液中的目标铁元素进行有效的移出，使污染的草酸液可以再次使用；改变了原工艺使用石灰中和排放，而造成大量的草酸流失的做法。虽然该方法只移出有害杂质，将草酸及水绝大部分返回系统重复使用，大大地减少了草酸和石灰的消耗，同时减少了三废的排放量；有效地降低了高纯石英砂的加工成本，给企业带来很好的经济效益的同时，也满足了社会对低价高纯石英砂的需求；三废处理彻底，工艺水循环再利用，减少了水的消耗量和排放量，尾泥热处理后变成水泥厂优质的原料。但是采用树脂吸附成本高，树脂的再生需要大量的洗脱液体，造成新的污染和排放。

技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种操作简单、环保高效的光伏玻璃用石英砂酸洗液的回收方法。
7.本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种光伏玻璃用石英砂酸洗液的回收方法，它包括以下步骤：
8.s1.高温焙烧：先对石英砂进行高温焙烧，所述焙烧的温度为500～900℃，焙烧的时间为0.5～2h；
9.s2.酸洗：焙烧结束后采用强酸搅拌酸洗，得光伏玻璃用石英砂；其中，所述强酸为盐酸或中的至少一种；
10.s3.氧化除杂：将酸洗液与石英砂分离后，向分离后的酸洗液中加入高锰酸钾进行氧化反应，反应结束后除去沉淀，即为回收后的酸。
11.进一步地，步骤s2中所述强酸的浓度为5～15％。
12.进一步地，步骤s2中所述石英砂与强酸的重量体积比为1g:5ml～10ml。
13.进一步地，步骤s2中所述酸洗的温度为50～80℃，酸洗的时间为1～5h。
14.进一步地，步骤s2中所述搅拌的速率为5～30r/min。
15.进一步地，步骤s3中所述高锰酸钾与酸洗液的重量体积比为1mg～5mg:100ml。
16.进一步地，步骤s3中所述氧化反应的反应温度为50～80℃，反应时间为0.5～2h。
17.本发明的原理为：
18.石英砂中含铁的杂质矿物：赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿、针铁矿等，有的是三价铁，有的是二价铁，为了能够高效去除石英砂中的杂质铁，首先对石英砂进行氧化焙烧，将杂质中的二价铁转化为三价铁。氧化焙烧后采用低浓度的强酸加热实现酸洗，可以显著出去三价的铁，达到光伏玻璃用石英砂的要求。酸洗后将石英砂与废酸固液分离，分离后的稀酸中存在大量三价铁离子，向废酸中加入高锰酸，高锰酸具有较强的氧化性可以将废酸中残留的少量二价铁离子氧化为三价铁离子，同时，高锰酸根与三价铁离子形成难溶于水的高锰酸铁，进而实现废酸中三价铁离子的去除。通过沉淀的方式或者过滤的方式可以实现废酸中难溶物质与废酸的分离，进而将废酸中的沉淀物去除掉，而剩余的酸溶液则可以继续重复利用。
19.本发明具有以下优点：本发明采用氧化焙烧可以实现石英砂中二价铁矿物的氧化，将二价铁转化为三价铁，既利于后续的酸洗除铁，又利于废酸液的回收利用；本发明酸洗除铁采用低浓度的强酸结合氧化焙烧工艺可达到光伏玻璃用石英砂对铁含量的要求，克服了传统采用草酸除铁效果不好，采用高浓度强酸腐蚀性强的问题，具有对设备要求低、生产安全性更高的优点；酸洗液回收采用高温焙烧和高锰酸钾沉淀的方法可有效去除酸液中的铁，回收的酸洗液继续用于石英砂的酸洗，进而实现了循环利用。本发明公开的光伏玻璃用石英砂酸洗液的回收方法操作简单、成本低、不产生新的废液，对环境零污染。
具体实施方式
20.下面结合实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
21.实施例1：一种光伏玻璃用石英砂酸洗液的回收方法，它包括以下步骤：
22.s1.高温焙烧：先对石英砂进行高温焙烧，所述焙烧的温度为500℃，焙烧的时间为2h；
23.s2.酸洗：焙烧结束后采用强酸搅拌酸洗，所述酸洗的温度为50℃，酸洗的时间为5h，搅拌的速率为5r/min，得光伏玻璃用石英砂；其中，所述强酸为盐酸；强酸的浓度为5％，所述石英砂与强酸的重量体积比为1g:5ml；
24.s3.氧化除杂：将酸洗液与石英砂分离后，向分离后的酸洗液中加入高锰酸钾进行氧化反应，所述高锰酸钾与酸洗液的重量体积比为1mg:100ml，述氧化反应的反应温度为50℃，反应时间为2h，反应结束后除去沉淀，即为回收后的酸。
25.实施例2：一种光伏玻璃用石英砂酸洗液的回收方法，它包括以下步骤：
26.s1.高温焙烧：先对石英砂进行高温焙烧，所述焙烧的温度为900℃，焙烧的时间为0.5h；
27.s2.酸洗：焙烧结束后采用强酸搅拌酸洗，所述酸洗的温度为80℃，酸洗的时间为1h，搅拌的速率为30r/min，得光伏玻璃用石英砂；其中，所述强酸为浓度15％的盐酸和7％的的混合酸；所述石英砂与强酸的重量体积比为1g:10ml；
28.s3.氧化除杂：将酸洗液与石英砂分离后，向分离后的酸洗液中加入高锰酸钾进行氧化反应，所述高锰酸钾与酸洗液的重量体积比为5mg:100ml，述氧化反应的反应温度为80℃，反应时间为0.5h，反应结束后除去沉淀，即为回收后的酸。
29.实施例3：一种光伏玻璃用石英砂酸洗液的回收方法，它包括以下步骤：
30.s1.高温焙烧：先对石英砂进行高温焙烧，所述焙烧的温度为650℃，焙烧的时间为1h；
31.s2.酸洗：焙烧结束后采用强酸搅拌酸洗，所述酸洗的温度为65℃，酸洗的时间为2.5h，搅拌的速率为17r/min，得光伏玻璃用石英砂；其中，所述强酸为；强酸的浓度为10％，所述石英砂与强酸的重量体积比为1g:7.5ml；
32.s3.氧化除杂：将酸洗液与石英砂分离后，向分离后的酸洗液中加入高锰酸钾进行氧化反应，所述高锰酸钾与酸洗液的重量体积比为2.5mg:100ml，述氧化反应的反应温度为68℃，反应时间为1.2h，反应结束后除去沉淀，即为回收后的酸。
33.实施例4：一种光伏玻璃用石英砂酸洗液的回收方法，它包括以下步骤：
34.s1.高温焙烧：先对石英砂进行高温焙烧，所述焙烧的温度为800℃，焙烧的时间为1.8h；
35.s2.酸洗：焙烧结束后采用强酸搅拌酸洗，所述酸洗的温度为72℃，酸洗的时间为4h，搅拌的速率为22r/min，得光伏玻璃用石英砂；其中，所述强酸为浓度13％的盐酸和8％的的混合酸；所述石英砂与强酸的重量体积比为1g:9ml；
36.s3.氧化除杂：将酸洗液与石英砂分离后，向分离后的酸洗液中加入高锰酸钾进行氧化反应，所述高锰酸钾与酸洗液的重量体积比为4mg:100ml，述氧化反应的反应温度为65℃，反应时间为1.5h，反应结束后除去沉淀，即为回收后的酸。
37.以下通过实验说明本发明的有益效果：
38.1.高温焙烧实验：
39.取石英砂100g，进行高温焙烧，所述焙烧的温度为500～900℃，焙烧的时间为1h，测定焙烧前后石英砂中三氧化二铁的含量，实验条件和结果如表1所示：
40.表1：高温焙烧实验结果
41.实验条件500℃600℃700℃800℃900℃焙烧前(fe2o3)450ppm450ppm450ppm450ppm450ppm焙烧后(fe2o3)480ppm495ppm520ppm545ppm580ppm
42.2.酸洗实验
43.取石英砂10g，进行高温焙烧，所述焙烧的温度为500℃，焙烧的时间为1h，焙烧结束后加入强酸100ml搅拌酸洗，所述酸洗的温度为60℃，酸洗的时间为3.5h，搅拌的速率为18r/min，得光伏玻璃用石英砂，具体的实验条件与实验结果如表2所示：
44.表2：酸洗实验条件及结果
[0045][0046]
3.氧化除杂实验
[0047]
取石英砂10g，进行高温焙烧，所述焙烧的温度为900℃，焙烧的时间为1h，焙烧结束后加入强酸100ml搅拌酸洗，所述酸洗的温度为60℃，酸洗的时间为3.5h，搅拌的速率为18r/min，得光伏玻璃用石英砂，将酸洗液与石英砂分离后，向分离后的酸洗液中加入高锰酸钾5mg进行氧化反应，述氧化反应的反应温度为60℃，反应时间为1h，反应结束后除去沉淀，即为回收后的酸，测定氧化除杂后酸液中的铁离子浓度，实验结果如表3所示：
[0048]
表3：氧化除杂实验结果
[0049]
酸洗液10％盐酸10％10％盐酸+10％fe
2+
小于1ppm小于1ppm小于1ppmfe
3+
30ppm40ppm45ppm
[0050]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种光伏玻璃用石英砂酸洗液的回收方法，其特征在于，它包括以下步骤：s1. 高温焙烧：先对石英砂进行高温焙烧，所述焙烧的温度为500～900℃，焙烧的时间为0.5～2h；s2. 酸洗：焙烧结束后采用强酸搅拌酸洗，得光伏玻璃用石英砂；其中，所述强酸为盐酸或中的至少一种；s3. 氧化除杂：将酸洗液与石英砂分离后，向分离后的酸洗液中加入高锰酸钾进行氧化反应，反应结束后除去沉淀，即为回收后的酸。2.根据权利要求1所述的一种光伏玻璃用石英砂酸洗液的回收方法，其特征在于，步骤s2中所述强酸的浓度为5～15%。3.根据权利要求1所述的一种光伏玻璃用石英砂酸洗液的回收方法，其特征在于，步骤s2中所述石英砂与强酸的重量体积比为1g: 5ml～10ml。4.根据权利要求1所述的一种光伏玻璃用石英砂酸洗液的回收方法，其特征在于，步骤s2中所述酸洗的温度为50～80℃，酸洗的时间为1～5h。5.根据权利要求1所述的一种光伏玻璃用石英砂酸洗液的回收方法，其特征在于，步骤s2中所述搅拌的速率为5～30r/min。6.根据权利要求1所述的一种光伏玻璃用石英砂酸洗液的回收方法，其特征在于，步骤s3中所述高锰酸钾与酸洗液的重量体积比为1mg～5mg:100ml。7.根据权利要求1所述的一种光伏玻璃用石英砂酸洗液的回收方法，其特征在于，步骤s3中所述氧化反应的反应温度为50～80℃，反应时间为0.5～2h。

技术总结

本发明公开了一种光伏玻璃用石英砂酸洗液的回收方法，涉及非金属矿深加工和环保技术领域，所述方法为先对石英砂进行高温焙烧，焙烧结束后采用强酸搅拌酸洗，得光伏玻璃用石英砂，酸洗液与石英砂分离后，向分离后的酸洗液中加入高锰酸钾进行氧化反应，反应结束后除去沉淀，即为回收后的酸。本发明酸洗除铁采用低浓度的强酸结合氧化焙烧工艺可达到光伏玻璃用石英砂对铁含量的要求，克服了传统采用草酸除铁效果不好，采用高浓度强酸腐蚀性强的问题，具有对设备要求低、生产安全性更高的优点；酸洗液回收采用高温焙烧和高锰酸钾沉淀的方法可有效去除酸液中的铁，回收的酸洗液继续用于石英砂的酸洗，进而实现了循环利用。进而实现了循环利用。