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高纯石英砂提纯研究与项目可行性报告


高纯石英砂研究报告





概 述 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 1 高 纯 石 英 砂 的 主 要 技 术 指 标 … … … … … … … … … … … … … 1 高 纯 石 英 砂 的 应 用 领 域 和 主 要 用 途 … … … … … … … … … … 2 国 内 外 行 业 现 状 与 发 展 趋 势 … … … … … … … … … … … … … 3 单 晶 硅 生 产 用 石 英 坩 埚 … … … … … … … … … … … … … … … 5 1500 吨/年高纯石英砂生产线项目建设要点………………5 第 一 章 第 二 章 第 三 章 第 四 章 第五章 第六章 第七章 第八章 产 品 方 案 及 生 产 规 模 … … … … … … … … … … … … 5 原 料 、 能 源 及 公 用 设 施 … … … … … … … … … … … 6 项 目 实 施 单 位 情 况 … … … … … … … … … … … … … 6 主 要 生 产 设 备 用 途 及 技 术 指 标 … … … … … … … … 7 质量管理与控制……………………………………12 高纯石英砂生产线的实施方案及工艺说明………14 高纯石英砂生产对环境的影响……………………16 高纯石英砂生产线投资概算及成本分析…………17

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高纯石英砂一般是指SiO2,含量高于 99.99%的石英粉,是石英玻璃和石英坩埚的主要 原料,其高档产品被广泛应用在大规模集成电路、太阳能电池、光纤、激光、航天、军事 等行业中。由于这些行业关系到国家的长远发展,是一个国家高新技术可持续发展的必要 条件,因此高纯石英砂的战略地位非常重要,其高端产品的制备技术被美国、德国、俄罗 斯等少数国家所垄断、 并限制技术和产品出口。 我国石英砂的提纯和规模化开采目前依然处于 艰难的探索阶段。 高纯石英砂具有极好的化学稳定性、高绝 缘耐压能力和极低的体膨胀系数。是电子核心 器件、光导通讯材料、太阳能电池等高新技术 产业不可缺少的重要原材料,是生产石英坩埚、制造单晶硅棒容器、芯片的基础原料。

高纯石英砂的主要技术指标
1、外观为白色和无可见的机械杂质。 2、纯度要求:二氧化硅的含量大于 99.99% 。 3、根据不同行业的使用,可加工成不同规格型号系列产品,适应用户要求。其他杂质 含量参考如下: 高纯石英砂杂质含量(单位:1×10 ) Al 2.67 Na 0.13 Fe 0.23 Li 0.05 Ca 0.51 B 0.11 Mg 0.05 P 0.25 Ti 0.23 Mn 0.05 Ni 0.004 Cr 0.05 Cu 0.05 SiO2 99.99% K 0.12
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粒 度 分 布 表 格 用 途 粒度分布(目) 40—100 60—160 80--180

石英管用砂 石英坩埚用砂 石英砣用砂

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高纯石英砂的应用领域和主要用途
高纯石英砂是石英玻璃的主要原料。石英玻璃被人们成为“玻璃王” ,因为它具有一系 列特殊的物理、化学性能。它具有优良的耐高温性能,耐温性高达 1100~1200℃,比普通 玻璃高 800℃,其熔点与白金(铂)的熔点相近。热膨胀率极小,在 0~1000℃之间的平均 热膨胀系数a=5.4×10 ,相当于陶瓷的 1/6,相当于普通玻璃的 1/20,石英玻璃中掺入一 定量的钛,可抑制成膨胀系数接近零的超低膨胀石英玻璃。石英玻璃具有极佳的光谱特性, 不仅可以透过可见光,而且可以透过红外线、紫外线。石英玻璃是良好的耐酸材料,相当 于耐酸陶瓷的 30 倍, 相当于不锈钢 (镍铬合金) 150 倍。 的 石英玻璃是极好的电绝缘材料, 它的电阻相当于普通玻璃的 1 万倍,20℃时电阻率为 1018Ω·cm,绝缘强度为 250KV/㎝, 。石英玻璃属脆性材料,耐压强度很好,但抗张强度要小一些,石英 真空度可达(10 Mpa) 玻璃不耐氢氟酸,高温条件下(1000℃以上)会转变成方石英,这是它的两个缺点。石英 玻璃可以制成高纯材料,合成石英玻璃金属离子总量仅为 1PPM。石英玻璃的可贵之处在于 它的综合性能好。例如:它耐高温而且膨胀系数小,把它烧红了投入水中不炸裂;它耐高 温、透光性好、密闭性好,是新型电光源的最佳材料;它耐高温、高纯是制造集成电路的 最佳材料------等等。 石英玻璃的主要产品包括:大规模集成电路用高纯耐高温石英玻璃管、电弧法石英坩 埚(太阳能级和半导体级) 、光通讯用石英玻璃、电光源用石英玻璃。石英玻璃的品种和用 途是密切相关的,用户根据石英玻璃的特性、要求制造不同的石英玻璃,便产生了石英玻 璃的品种,新的品种又提高了石英玻璃的性能和质量,促进了石英玻璃行业的发展。各行 各业几乎都用石英玻璃,但是因为石英玻璃制品工艺复杂,原料价格贵,造成石英玻璃的 价格也贵,限制了石英玻璃的大量使用。这里简要介绍的主要品种和用途。
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国内外行业现状与发展趋势
行业发展现状: 最初超高纯石英砂是由一、二级水晶加工而成,随着一、二水晶资源的逐步枯竭,自 上世纪 70 年代,发达国家开始探索用普通石英代替水晶制备高纯石英砂,到 20 世纪 90 年 代,Kemmochi 和 Stato 用普通石英加工成了高档石英玻璃使用的石英粉。国外早在 20 世 纪 70 年代就开始研究利用普通石英制备高纯石英砂的技术,目前美国处于领先水平,其特 点是工业化产量大、制备专业化、自动化程度高、检测水平高、产品质量稳定。 从天然岩石矿物直接提取高纯石英砂是目前世界上生产高纯石英砂的最先进技术。俄 罗斯、日本和德国等基本上可以实现自给自足,除了巴西出口未经加工的水晶原矿外,世 界高纯石英砂出口市场基本被美国尤尼明(UNIMIN Corporation)公司控制。 我国从 20 世纪 80 年代末开始研究石英玻璃的普通石英原料,已经取得一定进展,所 研究的产品能够达到二、三、四级水晶的水平,但是只适合于中、低档石英玻璃,高纯低 羟基石英原料的技术距离世界先进水平还有一定的距离,还没有形成具有自主创新、自主 知识产权的技术,工业化生产的石英玻璃原料纯度不能达到高纯石英砂玻璃原料的要求, 高品质石英玻璃原料基本依赖进口,制约了我国石英砂玻璃行业的发展,这已引起国内石 英玻璃及原料生产企业和相关科研单位的关注。 我国是石英储量最为丰富的国家之一,已开采利用石英矿较好的有江苏东海、安徽凤 阳、湖北红安、江西修水、内蒙乌海等地,这些石英矿储量大、品位高、易开采,但目前 开采的大多数石英矿均用做生产低档的石英制品:如硅微粉、玻璃、耐火材料、碳化硅、 硅铁、熔融石英、石英玻璃管等。 能用于高纯石英砂的矿源很多,但是由于加工处理手段落后,产品不能达到高纯石英 砂原料的要求,从而使高品位矿石用做低品味产品,造成了资源的严重浪费。 我国是石英玻璃生产和应用大国,但高档石英原料基本依靠进口,据海关统计 2007 年 我国从美国进口的高纯石英砂有 3 万多吨,我国石英玻璃行业所用的高纯石英砂原料主要 是美国尤尼明公司生产的 IOTA 石英砂, 其标准砂价格目前在国内市场已高达 6.5 万元/吨, IOTA-4、IOTA-6 价格更大。每年从国外进口大量高纯石英砂,价格昂贵不说,石英行业的 生命线掌握在国外公司的手里,受制于人,对我国石英玻璃产业及后继产业的发展都极为 不利。 2007 年我国国内石英玻璃制品生产消耗石英原料为 12 万多吨,绝大部分是中低档产

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品,其中高档的电光源用石英砂、石英坩埚(多晶、单晶硅)用石英砂、半导体及光纤通 讯用石英原料还是以进口石英原料为主。 近十年来,我国的一些石英玻璃生产厂、石英玻璃原料生产厂和部分院校、科研单位 开始注重对高纯石英原料的提纯工艺和提纯技术的研究,并注重厂校和厂所的联合攻关, 取得了一些突破性进展,使我国高纯石英原料的生产技术有了很大的提高。 总体来说,目前我国从事石英砂生产的企业有很多家,但大多都集中在生产附加值较低的 普通石英砂,纯度在 2N、3N;能生产可供高品质石英玻璃生产的原料不多。 我国石英玻璃工业发展较晚,是随着高新技术、信息产业和电光源工业发展而发展起 来的。随着国家改革开放政策,引进了一些先进技术和装备,改造了一些企业,能从事高 纯石英玻璃制品的生产和深加工,产品品种涵盖了半导体及太阳能多晶硅(单晶硅)生产 用石英坩埚,半导体扩散石英制品、光通讯用石英管、电光源石英制品等多个领域。但相 对于国外企业,我国石英玻璃企业按照中国工业发展的特色,企业个数多、规模小,装备 技术落后,品种档次相对较低。30 近年来,随着中国电子 信息产业、电光源产业的迅 速发展,特别是太阳能光伏 产业的爆发式增长,我国石 英玻璃行业工业总产值 2002 -2007 年的增长速度均在 20% 以上。2002-2007 石英玻璃行 业销售额增长如右图:

25 20 15 10 0 亿元 2002

2003

2004

2005

2006

2007

随着国内太阳能电池产业的迅猛发展,预计未来五年内我国石英玻璃行业将保持 15-20%以上的速度持续增长,我们预测至 2012 年我国石英玻璃用石英原料用量将达到 20 万吨,其中高档石英原料将占的比重越来越大。预计至 2012 年我国石英玻璃行业的总体市 场规模将超过 70 亿元,其中高纯石英砂的缺口市场规模约在 21 亿元左右。这对我国高纯 石英砂行业来说是一个机遇也是一个挑战。

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单晶硅生产用石英坩埚
随着能源日益紧缺和环保的压力促使各国都掀起了开发、利用太阳能和可再生能源的 热潮,开发和利用太阳能已成为各国可持续发展战略的重要组成部分,太阳能利用技术在 研发、产业化、市场开拓方面都取得了长足的发展,成为世界快速、稳定发展的新兴产业 之一。 石英坩埚是拉制单晶硅的消耗性器皿,每生产一炉单晶硅就用掉一只石英坩埚,因为 单晶硅是生产大规模集成电路和太阳能电池的主要原料, 所以对石英坩埚的要求十分苛刻, 按照使用范围不同,石英坩埚可分为:太阳能级硅单晶坩埚和集成电路级硅单晶坩埚。 石英坩埚的几何尺寸和外观是生产工艺确定的,而纯度是由原料确定的。石英坩埚用 的原料要求纯度高、一致性好、粒度分布均匀,有害成分高时会影响坩埚的熔制,影响其 耐温性,还会出现气泡、色斑、脱皮等现象,严重影响石英坩埚的质量。 生产高质量的石英坩埚,不但工艺技术要先进,而且原料纯度要高,为了生产高质量 的产品我国生产高纯石英坩埚的原料基本全部是由进口美国 UNIMIN(尤尼明)公司的高纯石 英砂,虽然其原料质量好,但价格却一再上涨。因此提高石英坩埚产品质量和产量,促进 高纯硅材料的工业发展,达到石英坩埚原料国产化,是我国高纯石英原料生产企业刻不容 缓的事情。

1500 吨/年高纯石英砂生产线项目建设要点
第一章
一、产品方案 1、产品名称:高纯石英砂。 2、主要技术指标: (1)外观为白色和无可见的机械杂质。 (2)SiO2含量一级不得少于 99.99%,二级不得少于 99.95%,三级不得少于 99.90%。 (3)根据不同行业的使用,可加工成不同粒度规格的系列产品以适应用户需求。 二、生产规模 1、1500 吨/年高纯石英砂。 2、销售价格按 18000.00 元/吨计。 3、年销售收入 2700 万元。

产品方案及生产规模

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第二章
一、原料

原料、能源及公用设施

1、SiO2含量大于 99.80%的天然石英矿石,外形尺寸为小于 50×50mm的块石。原矿主 要分布于安徽、湖北、湖南、江西等地。 2、专用助剂,由企业自己配制,助剂原料当地购买。 二、能源 1、电力:装机容量 630KW,本地解决。 2、燃气:用于生活。 三、公用设施 1、供水:40m /h,需打深水井和修建蓄水池。 2、排水:工业废水经特殊处理后循环使用,生活废水按环保要求排放。 3、消防:按消防法设计配置。 4、通讯:固话、计算机网络、无线通讯网络。 5、道路:厂区道路保证大型货车和消防车辆直通车间、库房。
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第三章
一、实施单位 具备一定投资实力的企业或个体。 二、厂址

项目实施单位情况

项目建设地点应考虑公路运输条件和电力配套条件,周边环境应考虑不扰民、无污染 性企业。 三、厂房 (1)选矿、预处理车间面积大于 500m 。 (2)煅烧与粉碎车间不低于 500m 。 (3)超纯水设备应单独安置隔离,不低于 300m 。 (4)提纯车间、检测室需按净化车间标准装修。面积不得小于 1000m 。 (5)助剂罐及相关配套设施应单独安置,面积 300m 。 厂房总体高度应大于 6 米,罐洗车间(提纯)应考虑不低于 8 米。 四、基础配套
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原料堆放场地、冲洗池等应避雨淋排水好。 原料、半成品、产成品库房应防潮,干燥通风,面积不低于 1000m 。 其他应满足上述要求。
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第四章

主要生产设备用途及技术指标

表 1:高纯石英砂生产线主要设备明细表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 一、氧化锆颚式破碎机 1、用途: 属矿石粉碎设备,用于石英块石粉碎。 2、主要特点: 破碎比大,产物粒度组成均匀,调节方便 接料方便,粉尘少,大大改善劳动条件。 破碎齿板根据不同物料需要可进行特殊加工制造。 3、主要技术指标: 进料口尺寸:125×150mm 排料口调整范围:8-30mm 设备名称型号 氧化锆颚式破碎机 QHPE125×150 氧化锆对辊磨机 QHZPG200×125 石英连续烧结炉 φ3100-925 双级反渗透+EDI 超纯水系统 石英烧结水淬烘干系统 搅拌反应釜 清洗搅拌系统 离心机(液固分离) 干燥系统 CF-C-IV 强磁选 分级系统 功率(KW) 3 3 90 <22 <45 <11 <10 <11 100 2 <22 >300kg/h 处理能力 >500kg/h >500kg/h >250kg/h 10m3/h

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最大进料粒度:140mm 处理量(产能) :500-1000kg/h 电机功率:3kw 二、氧化锆对辊破碎机 1、用途: 该机主要由机座、扎辊与安全弹簧等部分组成,工作时由电动机经三角皮带轮、齿轮 传动,两个轧辊按相反方向回转,挤压破碎物料。 2、特点: 轧辊间隙可以在规定的范围内适当调节,以控制出料粒度大小,针对不同的物料及用 途,双辊可选择特殊材质加工制造。该机密封式运行,无污染,操作方便。 3、主要技术指标: 双辊尺寸:200×125mm 最大给料粒度:12mm 出料粒度 0.2-0.4mm(可调) 处理量(产能) :500-1000kg/h 电机动率:3kw 三、石英连续烧结炉(煅烧炉) 1、用途: 石英矿石煅烧专用,使石英矿石便于粉碎和除杂。 2、特点: 可连续生产,加热元件均匀的布置在炉膛内,加热快,时间短。温控、加热时间及出 炉时间均编入程序由电脑控制,以保证培(煅)烧过程的质量可靠稳定。 炉室由含硅 99.99%石英玻璃制作,可保证在生产过程中不对石英石有任何污染。 节约能源,电动上料,自动出料,可减少操作人员降低劳动强度。 3、主要技术指标: 炉体直径:φ3100mm 装机加热功率:90kw 使用温度:925℃ 生产方式:间断式连续生产

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控制系统:PLC 连续调节 温控:PID 连续调节 处理能力:250-300kg/h 保温效果:炉体侧面温度不超过室内温度 20℃ 四、石英水淬烘干系统 1、用途:煅烧后的石英石经水急冷(水淬)后需及时干燥。 2、特点:简易、方便、安全、可靠 3、主要技术要求: 网孔板框料斗尺寸:根据出料量定做 网孔板框料斗材质:316L 不锈钢 干燥炉加热功率:<45kw 冷却水淬箱体尺寸:根据出料量定做 冷却水进出口:下进上出 水淬液流量:有足够的散热能力 冷却水余热:充分利用 五、双级反渗透+EDI 超纯水系统 1、用途:使普通水获得超纯,综合膜技术、紫外、离子交换、超滤等技术,有效满足 产品对有机物、金属离子、电阻率、细菌、溶解氧指标等特殊要求。 2、反渗透:反渗透(Reverse Osmosis)即 RO RO 双级设备是利用第一级的纯水进入第二级内作为二级反渗透使用,以便制取的纯水 达到更高的品质,适用于高纯水生产的需要,亦可用于原水电导率较高的场合。 3、电去离子:电去离子(electrodeionization)即 EDI EDI 是由电渗析和离子交换有机结合形成的一种新型膜分离技术,由于不需要酸碱化 学再生而能连续制取高纯水,技术先进,操作简便,具有优异的环保特性,是清洁的生产 技术。在电子、电力、医药、冶金、化工、生物技术等领域得到日趋广泛的应用。 4、主要技术指标: 超纯水水质:电阻率 18.25MΩ.cm TOC:<10PPb 颗粒物:1/mc(<0.22um)

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微生物:<1CFU/ml 硅:<3ppb Cu2+:<0.02ppb NH-:<0.1ppb CL-4:<0.05ppb 处理能力:10m3/h 功率:<22kw 六、搅拌清洗系统 1、用途:用于石英砂清洗除杂。 2、 构成与特点: 搅拌清洗系统由平台支架、 搅拌装置超纯水供给装置, 助剂输送装置, 清洗液排放装置,砂浆输送装置。 该系统主要特点:搅拌罐内表面和搅拌器表面做防腐特殊处理以防污染。系统中的管 泵阀均采用耐酸碱防腐蚀无金属成份的特殊材料最大限度地降低了杂质混入。 3、主要技术指标: 搅拌清洗罐容积:500L×4 内表面材质:高温搪瓷玻璃 搅拌器表面材质:高温搪瓷玻璃 搅拌器转速:80-100r/min 电机功率:4kw×4 助剂输送泵:0.75kw 洗液排送泵:0.75kw 清水泵:0.75kw 砂浆泵:3kw×2 管道阀门材质:ABS 七、离心机脱水系统(SS1000) 1、用途:用于石英砂清洗液的脱水。 2、特点:SS 型为三足上部人工卸料间歇操作的离心机,该机具有结构简单,性能可 靠,操作维修方便,过滤时间可随意掌握,滤渣能充分洗涤,固相颗粒不易被破坏等优点。 3、主要技术指标:

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转鼓直径:1000mm 转鼓有效高度:400mm 装料限量:200kg 转速:1000r/min 工作容积:140L 电机功率:7.5kw 分离因素:560 外形尺寸:2000×1540×980 机器重量:1500kg 八、干燥系统 1、用途:用于清洗后的石英砂干燥脱水。 2、特点:CT-C 型系列热风循环烘箱配用低噪音耐高温轴流风机和自动温控系统,整 个循环系统全封闭,使烘箱的热效率从传统烘房 3-7%提高至 40%,最高热效率可达 50%。 3、主要技术指标: 行业标准型号:RXH-54-B 每次干燥量:400kg 散热面积:100m2 风量:9800m3/h 上下温差:±2℃ 外形尺寸:4460×2200×2000mm 配用 4 门不锈钢烘车 8 辆 配用烘盘:192 只 加热方式:电加热(镍铬丝) 加热功率:84kw 进出口高效过滤器:8 台 高温热风轴流风机:0.45kw×4 九、振动筛筛分系统 1、用途:S49-A 系列振动筛是一种高精度细粉筛分机械,其噪音低,效率高,快速换 网需 3-5 分钟,全封闭结构,适用粒、粉等物料的筛分过滤。

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2、 结构原理: S49-A 系列旋振筛由直立式电机做振源, 电机上下两端安装有偏心重锤, 将电机内旋转运动转变为水平、垂直、倾斜的三次元运动,再把这个运动转速传给筛面。 调节上、下两端的相位角,可以改变物料在筛面上的运动轨迹。 3、主要技术指标: 型号: S49-A1200 有效筛面直径:φ1100mm 有效筛分面积:0.9499m2 筛网规格:2-500 目/ 层数:2 功率:1.1-1.5kw 外形尺寸:1200×1200×850mm

第五章
一、质量指标

质量管理与控制

1、原料指标:白度、结晶度、纯度、杂质、块石大小尺寸、包装物 2、产品指标:白度、粒度、纯度、杂质、水份、灼烧失量、水萃取液、熔点、包装 3、助剂指标:比重、浓度、纯度、杂质 二、质量控制标准与方法 1、纯度:SJ3228-E89 2、杂质:GB602-88 3、水份:GB6284-86 4、灼烧失量:SJ3228、3-89 5、水萃取液:GB6908-86 6、密度:GB/T15344-1994 7、PH 值:SJ/T10675-2002 8、包装:GB191-2000 三、高纯石英砂主要技术指标 1、外观为白色和无可见的机械杂质 2、纯度要求: SiO2的含量一级不得少于 99.99%,二级不得少于 99.95%,三级不得少 GB9724-86 GB9724-86 SJ3228-4-89

SN/T0483-1995-3

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于 99.90%。 3、根据不同行业的使用,可加工成不同规格型号系列产品,适应用户要求。其他杂质 含量参考如下: 表 2:高纯石英砂成分要求(%) 一级 铁(Fe) 铜(Cu) 铅(Pb) 氯(Cl) 烧矢量 SiO2(总含量) ≥99.99% 0.00015 0.000005 二级 0.0002-0.0005 0.00002 0.0005 0.0015 0.05 ≥99.95% 三级 0.0005-0.0008 0.00005 0.0005 0.002 0.05 ≥99.90%

Fe2O3 <1.5;Na<1.5;K<1.5;Li< 1.5;Mg<0.5;Ca<1.5;Cu<1.5;Al<1.5;P <1.5;B<0.1;C<0.5;Ni<0.5;Zr<0.5 以上 13 种有害杂质含量应<50ppm。

表 3:高纯石英砂生产线主要检测仪器明细表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 FWS-1000 ICP-AES 扫描电感耦合等离子体发射光谱仪 T6 型紫外/可见分光光度计 K、Na 分析仪 MS-70 水份测定仪 分样筛(激光粒度分布测试仪) 1g/1000000 电子天平、分析天平 电导率仪 DDS-11A 型 3-starPH 计/ORP 测量仪 偏光显微镜 化学成份 化学成份 含水量 粒度及分布 样品秤量 电导率 PH 值 包括体检测 设备名称型号 功能 化学成份

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第六章
选 矿

高纯石英砂生产线的实施方案及工艺说明
分 析 分 选 煅 酸 水 粉 烧 洗 淬 碎

超纯水系统

强磁选分机

高纯水清洗 一、工序的设定 1、选矿 将矿石整理分选,块石尺寸为 30mm×30mm 大小的块状,透明及半透明和白色不透明依 次为一级、二级、三级,选出杂质含量较多的为废品。将选出的各级次矿块分别堆放或装 入临时包装袋或周转箱中(网格箱)待冲洗处理。 2、洗矿 (1)将选好的矿石放入网格箱中,再置入清洗池中清水浸泡用高压水冲洗。 (2)表面杂质多的需单独除杂。 (3)清洗冲洗干净,以表面肉眼观察无明显杂质为准,滤水待下一工序处理。 3、煅烧 (1)将干净的块石倒入煅烧炉进料料斗。 (2)将煅烧炉炉温设置为二区 860℃,一区 900℃。 (3)炉温达到设定值时启动提升机将块石倒入炉中。 (4)设定好环形加热炉旋转时间、旋转行程和推杆出料时间以及进料量、进料间隔时 间,出料时以块石煅烧发红为准。 4、水淬 (1)将煅烧发红的块石由出料推杆推出,经出料通道落入冷却水池中急冷,使其(矿 石)结构变得疏松以利于下道工序粉碎。 (2)冷却后将块石及时取出倒入网格箱中滤水,利用余热自然干燥。

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5、粉碎 (1)将煅烧后的块石经颚式破碎机粉碎至 8-10mm 粒度大小,以便下道工序进料,被 粉碎的物料由不锈钢料盒接装。 (2)将 8-10mm 的粒石经对辊磨机粉碎至 0.4-0.1mm 的砂粒(石英砂) 。被粉碎的物料 由尼龙周转箱接装转运至振动筛或搅拌清洗系统。 6、筛分 将粉碎后的石英砂分为 20 目以上、20 目-50 目、50 目-100 目、100 目-160 目、160 目-200 目等若干粒度规格。此工序也可在搅拌清洗干燥后进行,完毕后精选包装。 7、石英砂清洗 石英矿石经浸泡、冲洗、煅烧、水淬、粉碎、筛分形成砂后需进入搅拌冲洗系统,进 行二次清洗和多次高纯水清洗,以达到除杂和提高纯度。 二、石英砂搅拌清洗系统的操作程序: (1)检查水系统和水源是否正常,是否有充足的超纯水。 (2)依次开启搅拌器电机,观察运转是否正常。 (3)向 1#罐加入超纯水 250L-350L(视罐体容积而定) 。 (4)向 1#罐加入石英砂,按水注入数量 30%~40%加入石英砂,重量为 85-140kg(根 据具体情况) 。 (5)向 1#罐注入高纯度盐酸,按水溶液的 5-8%加入(根据情况或加入一定量的氢氟 酸,盐酸与氢氟酸比例 7:3) 。 (6)开启 1#罐电加热器调至 60℃-80℃,自动温控。 (7)搅拌反映 20 分钟-30 分钟,沉淀。 (8)由 1#罐排水口排去酸溶液,加超纯水适量,搅拌清洗。 (9)将 1#罐砂浆料由于 1#砂浆泵输送至 2#、3#、4#……清洗罐清洗。 (10)清洗 1#罐,进行第 2 轮作业,以此周而复始。 2#罐清洗完毕由 2#砂浆泵输送至离心机进行液固分离。 3#罐清洗完毕由 2#砂浆泵输送至离心机进行液固分离。 4#罐清洗完毕由 2#砂浆泵输送至离心机进行液固分离。 …… 8、液固分离 将清洗干净的石英砂浆料由 2#砂浆泵输送至离心机脱水。

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离心机开机程序: (1)启动离心机使其运转平稳。 (2)启动 2#砂浆泵将 2-4#……清洗罐内的石英砂浆料输送至离心机。 (3)经离心机液固分离的石英砂装盘送入烘箱干燥去除水份。 9、干燥 将石英砂装入烘盘,将烘盘放置车架上推进烘箱干燥。烘箱温度设定为 180℃,调至 自动控制,升温至设定温度,保温 3 小时,停止加热。1 小时后开门取出被烘干物料进入 下道工序。 10、磁选 将被烘干物均匀到入磁选机进行磁选。 11、磁选后的物料再经人工精细挑选、除去黑点杂质,检测。 12、石英砂检测合格后按 25kg 重量装袋包装。 生产过程每个环节中都必须抽样检测以确保产品质量稳定一致。

第七章

高纯石英砂生产对环境的影响

一、主要污染和有害项目的排放 1、废水:不排放,循环使用,挖筑蓄水池。 (1)弱酸反应后的排放液:弱酸的溶液浓度小于 3%,采用膜分离技术分离酸液重复 利用。 (2)超纯水的冲洗排放液:PH 值为 5.5-7.5,可做超纯水的原水反复使用。 2、粉尘:主要来自于颚式破碎及对辊粉碎机,均采用封闭式粉碎房降噪,安装布袋式 除尘器对粉尘回收,可做为微粉直接销售。 3、废渣:本工艺不产生废渣,原矿基本在原材料的采购地分拣,清洗成半成品。 4、噪音:生产噪音≤60 分贝,声源为粉碎机,引风机。 5、废气:袋式除尘器由引风机排向大气,无毒、无味、无害。 二、环境治理方案与标准: (1)循环水池、超纯水原水蓄水池分离建造,容积和面积根据车间和生产规模而定, 应做到布局合理,与厂区建筑协调,美观。充分与绿化相结合,力争建成清洁工厂、园林 工厂。 (2)产生噪音、粉尘的设备均采用密闭、隔音处理,引风机出风口安装消音器。

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(3)治理标准 《城市区域环境噪声标准》 (GB3096-93) 《工业企业厂界噪声标准》 (GB1348-90) 《大气污染物的排放标准》 (GB16297-96) 《大气环境质量标准》 (GB3095-82) 《环境空气质量标准》 (GB3095-1996) 《地表水环境质量标准》 (GB3838-2002) 《地下水质量标准》 (GB/T14848-93) 《建设项目环境保护管理办法》 (86)国际字第 003 号 《建设项目环境保护规定》 (87)国际字第 002 号

第八章

高纯石英砂生产线投资概算及成本分析

一、设备投资:主要生产设备及检测设备 400 万元。 二、厂房及基础设施和相关配套 100 万元。 三、流动资金 200 万元。 四、生产成本构成: (元/吨) 1、原辅材料 4000 2、水电费 1500 3、折旧费(500 万元,5 年折)700 4、工资(50 人×1500 元/月)600 5、管理费(销售额 2%)360 6、维修费 100 7、销售费 600 8、财务费(700 万元×10%)460 9、 合计 8320 元/吨 五、效益分析 年总成本:8320 元×1500 吨/年=1248 万元 年总收入:1500 吨/年×18000 元=2700 万元 年效益:2700 万元-1248 万元=1452 万元 税 金: 1452 万元-(1452 万元÷1.17)=210.98 万元

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