一种高效去除石英砂中含铁杂质的装置的制作方法

1.本实用新型属于石英砂生产技术领域，具体是指一种高效去除石英砂中含铁杂质的装置。


背景技术：

2.随着人们生活水平的不断提高，对石英砂提出了更高的质量要求。石英砂纯度的提高，其价值也不断提高，尤其是在高科技领域，对石英砂的纯度要求极高。经过选矿提纯制成的高纯和超高纯石英砂已广泛应用于航空航天、原子能技术、激光、光缆通讯、军工等高科技领域。随着科学技术的进步，高科技用硅的需求量也将大量增加，而天然水晶资源的日趋枯竭使得人们不得不将目光转向天然水晶的替代品—高纯和超高纯石英砂上。
3.石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒，是一种非金属矿物质，为一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物质，其主要化学成分是二氧化硅。石英砂的颜色为乳白色或无色半透明状，硬度7.6，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，相对密度2.67，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于氢氧化钾溶液，熔点1750℃。石英砂是非常重要的非金属矿物原料之一，非化学危险品，其所具有的独特的物理、化学性质，使得其不仅在铸造、冶金、橡胶、磨料、陶瓷、建筑等传统行业中有着广泛的应用，而且在航空航天、it、通讯、太阳能电池等高新技术领域中发挥着不可替代的作用，而石英砂品位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，而杂质铁的存在形式多种多样，有的具有磁性，有的没有磁性，因为采用常规的磁选机难以有效去除石英砂中的铁杂质。


技术实现要素：

4.为了解决上述难题，本实用新型提供了一种高效去除石英砂中含铁杂质的装置，采用酸溶解铁杂质，安全性高。
5.为了实现上述功能，本实用新型采取的技术方案如下：一种高效去除石英砂中含铁杂质的装置，包括酸洗釜本体、搅拌电机、搅拌桨、水洗槽、文丘里管、氮气供气管、气体输送管和分布板，所述酸洗釜本体的顶部设有原料进料口和取样口，所述原料进料口上设有密封盖一，所述取样口上设有密封盖二，所述酸洗釜本体的底部设有支腿，所述酸洗釜本体侧壁上部设有出气口，所述水洗槽设于酸洗釜本体侧方且设于出气口的下方，所述搅拌电机设于酸洗釜本体的顶部，所述搅拌桨的顶部设于搅拌电机的输出端，所述搅拌桨的底端贯穿酸洗釜本体的上壁且设于酸洗釜本体内，所述文丘里管的支管口与出气口连接，所述氮气供气管连接于文丘里管的进气端，所述气体输送管设于文丘里管的出气端，所述分布板设于气体输送管的出气端，水洗槽内注水时，水面与分布板的底端留有间隙，防止憋压；将破碎后的含铁杂质的石英砂从原料进料口加入到酸洗釜内，并从原料进料口注入酸(酸可选用硫酸)，盖上密封盖一，启动搅拌电机，带动搅拌桨转动，使石英砂与酸洗釜内的酸充
分接触，进行反应，使铁转化为离子而溶于酸中，因铁的形态多样，若石英砂附着的铁为未被氧化的铁，与酸反应将生成氢气，给石英砂生产带来一定的安全隐患，故在此装置中，借助外接氮气，经氮气供气管流经文丘里管，将酸洗釜内的氢气吸出并于文丘里管内混合，降低氢气浓度，从而降低甚至排出隐患，因氢气溢出，不可避免的夹带一定量的酸水混合液滴，直接排出，危害较大，故借助水洗槽将气体中夹带的酸水混合液滴吸收溶解，降低危害。
6.优选的，所述酸洗釜本体的顶部设有开盖件，所述开盖件与密封盖二连接，所述开盖件包括角杆、铰接座和气动伸缩杆，所述铰接座设于酸洗釜本体的顶部且靠近取样口设置，所述角杆铰接于铰接座上，所述气动伸缩杆的一端铰接于酸洗釜本体上，所述气动伸缩杆的另一端与角杆的端部活动连接，所述角杆的另一端连接于密封盖二的侧壁，气动伸缩杆伸长，驱使角杆偏转，从而将密封盖二偏转抬升，露出取样口，可从取样口取样分析酸的ph值，以判断酸的消耗和反应的进度，开盖件的设置，主要是因为酸洗釜本体内含有氢气且内部压力会高于外部压力，直接人工去开盖，酸洗釜本体的气体会从取样口喷出，导致工人受伤，因而可借助开盖件，缓慢开启密封盖二，使内部的压力缓慢释放，方便取样。
7.优选的，所述酸洗釜本体的底部设有排放口，所述排放口上设有球阀，酸洗完成后，可开启球阀，放出内部物料，石英砂过滤后，在水洗去除附着的酸即可。
8.优选的，所述搅拌桨上套设有聚四氟护套，可保护搅拌桨，延长搅拌桨的使用时间。
9.本实用新型采取上述结构取得有益效果如下：本实用新型提供的一种高效去除石英砂中含铁杂质的装置，结构简单，设计合理，安全性高，利用酸对铁质反应，将铁杂质转化为游离的铁或亚铁离子，进而高效地将含铁杂质从石英砂表面去除；利用氮气供气管外接氮气，流经文丘里管，可将酸洗釜本体内生成的氢气吸出并与氮气混合，降低氢气的浓度，有助于提高该装置的安全性；开盖件与密封盖二连接，在取样时无需人工开盖，可防止酸洗釜本体内的氢气夹带酸水喷出而伤到工人。
附图说明
10.图1为本实用新型一种高效去除石英砂中含铁杂质的装置的结构示意图；
11.图2为图1中a处的局部放大图。
12.其中，1、酸洗釜本体，2、搅拌电机，3、搅拌桨，4、水洗槽，5、文丘里管，6、氮气供气管，7、气体输送管，8、分布板，9、原料进料口，10、取样口，11、密封盖一，12、密封盖二，13、支腿，14、出气口，15、聚四氟护套，16、开盖件，17、角杆，18、铰接座，19、气动伸缩杆，20、排放口，21、球阀。
具体实施方式
13.下面结合具体实施对本实用新型的技术方案进行进一步详细地说明，本实用新型所述的技术特征或连接关系没有进行详细描述的部分均为采用的现有技术。
14.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对
本实用新型的限制。
15.以下结合附图，对本实用新型做进一步详细说明。
16.如图1
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2所示，一种高效去除石英砂中含铁杂质的装置，包括酸洗釜本体1、搅拌电机2、搅拌桨3、水洗槽4、文丘里管5、氮气供气管6、气体输送管7和分布板8，所述酸洗釜本体1的顶部设有原料进料口9和取样口10，所述原料进料口9上设有密封盖一11，所述取样口10上设有密封盖二12，所述酸洗釜本体1的底部设有支腿13，所述酸洗釜本体1侧壁上部设有出气口14，所述水洗槽4设于酸洗釜本体1侧方且设于出气口14的下方，所述搅拌电机2设于酸洗釜本体1的顶部，所述搅拌桨3的顶部设于搅拌电机2的输出端，所述搅拌桨3的底端贯穿酸洗釜本体1的上壁且设于酸洗釜本体1内，所述搅拌桨3上套设有聚四氟护套15，所述文丘里管5的支管口与出气口14连接，所述氮气供气管6连接于文丘里管5的进气端，所述气体输送管7设于文丘里管5的出气端，所述分布板8设于气体输送管7的出气端。
17.所述酸洗釜本体1的顶部设有开盖件16，所述开盖件16与密封盖二12连接，所述开盖件16包括角杆17、铰接座18和气动伸缩杆19，所述铰接座18设于酸洗釜本体1的顶部且靠近取样口10设置，所述角杆17铰接于铰接座18上，所述气动伸缩杆19的一端铰接于酸洗釜本体1上，所述气动伸缩杆19的另一端与角杆17的端部活动连接，所述角杆17的另一端连接于密封盖二12的侧壁。
18.所述酸洗釜本体1的底部设有排放口20，所述排放口20上设有球阀21。
19.具体使用时，将破碎后的含铁杂质的石英砂从原料进料口9加入到酸洗釜内，并从从原料进料口9注入酸(可为硫酸)，盖上密封盖一11，通过氮气供气管6外接氮气供应系统，启动搅拌电机2，带动搅拌桨3转动，使石英砂与酸洗釜内的酸充分接触，进行反应，使铁转化为离子而溶于酸中，反应过程中可能会生成氢气，当外接氮气流经文丘里管5时，在文丘里管5内产生压降，酸洗釜本体1的氢气自发沿出气口14进入文丘里管5，并在文丘里管5中与氮气混合，降低氢气的浓度，防止氢气累积而达到爆炸极限，氢气沿出气口14排出时会夹带一定的酸水混合液滴，最终沿气体输送管7经分布板8与水洗槽4中的水接触吸收；一定时间后，为检查反应的进度，控制气动伸缩杆19缓慢伸长，进而驱使密封盖二12偏转而开启，将酸洗釜本体1内的压力释放，取样更为安全，根据取样的ph变化，可判断酸的消耗，进而判断石英砂的杂质去除程度；当ph不在变化时，开启球阀21，从底部将物料放出，物料经过滤后得到石英砂，再经水洗去除石英砂粘附的酸即可。
20.以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。