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石英砂酸處理提純的工藝及流程

公司名稱：鞏義市大千凈化材料有限公司作者：Admin 發(fā)布時(shí)間：2021/10/14 19:59:06

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高純石英砂所具有的獨(dú)特的物理

、化學(xué)特性

，使得其在航空

、航天

、電子、機(jī)械以及當(dāng)今飛速發(fā)展的IT產(chǎn)業(yè)中占有舉足輕重的地位

。其內(nèi)在分子鏈結(jié)構(gòu)

、晶體形狀和晶格變化規(guī)律，使其具有的耐高溫

、熱膨脹系數(shù)小、高度絕緣

、諧振效應(yīng)以及其獨(dú)特的光學(xué)特性

，同時(shí)被廣泛應(yīng)用于高純石英玻璃制品、半導(dǎo)體技術(shù)

、以及國防科技尖端技術(shù)等各領(lǐng)域

。
高純石英砂的生產(chǎn)工藝大同小異，一般都經(jīng)過選礦

、破碎、磁選

、酸處理(酸浸和酸洗)

、浮選、壓濾

、烘干

、分級包裝等過程

，不同企業(yè)先后順序或有不同

，有的企業(yè)還加入焙燒、水淬、濕磨

、氯化

、高純水洗、真空脫羥等工序。而其中酸浸提純工序

，是很重要的一環(huán)

。
一
、石英砂中的關(guān)鍵雜質(zhì)：
01

、石英砂中的雜質(zhì)元素
衡量高純石英砂純度高低的最直接指標(biāo)是原料中堿金屬

、關(guān)鍵的過渡元素

，鋁及硼的含量。根據(jù)不同用途的石英玻璃產(chǎn)品對其要求也不同

，所以在研究石英提純技術(shù)之前

，必須對需要控制的主要雜質(zhì)元素有所了解

。
①堿金屬元素

，包括：鉀(K)

、鈉(Na)

、鋰(Li)
堿金屬氧化物在石英玻璃結(jié)構(gòu)中具有極強(qiáng)的“斷網(wǎng)”作用。石英玻璃在高溫狀態(tài)下

，通常出現(xiàn)的柝晶、變形等現(xiàn)象

，都是與微量的堿金屬助溶作用有關(guān)

。
②過渡金屬元素，包括：銅(Cu)

、鐵(Fe)、錳(Mn)

、鉻(Cr)、鎳(Ni

、)鋅(Zn)
過渡金屬元素都有多種氧化態(tài)

，常呈一定顏色，對高純石英玻璃質(zhì)量的影響特別嚴(yán)重

。若微量過渡元素溶解或溶入硅溶體

，能較壞的誘生導(dǎo)電性

，對儀器的可靠性和預(yù)見性起到負(fù)面作用

，還能使石英玻璃產(chǎn)生色斑或引起高溫變色，影響光的透過率

。
02

、石英礦中的鐵雜質(zhì)
①存在于細(xì)粒粘土礦物中
粘土是由長石、石灰石

、頁巖等風(fēng)化而成

。粘土的成分含有云母

、石英、褐鐵礦

、綠泥石

、方解石和角閃石混合物的硅酸鹽，其粒度很細(xì)

，主要是由10um以下的顆粒組成

。
②存在于重礦物中磁性礦物中
重礦物指比重大于2.9的礦物，這些礦物中大部分都具有磁性或弱磁性

，鐵是這些礦物中的基本組成元素。
二
、用于酸處理的常用酸種類：
01、鹽酸(氯化氫)
氯化氫是無色而有刺激性氣味的氣體

，氯化氫的水溶液呈酸性

，叫做氯化酸，習(xí)慣上叫鹽酸

。干燥的氯化氫與鋅

、鎂

、鐵等較活潑的金屬以及大多數(shù)金屬氧化物都不能反應(yīng)。但濕的氯化氫氣體的化學(xué)性質(zhì)卻相當(dāng)活潑

，能與上述金屬及氧化物發(fā)生反應(yīng)

。
02、草酸
又名乙二酸, 修酸

，是最簡單的二元酸

。無色單斜片狀或棱柱體結(jié)晶或白色粉末?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">？勺鳛橐环N絡(luò)合劑

、掩蔽劑

、沉淀劑或還原劑?div id="jfovm50" class="index-wrap">？捎糜诔恋礅}

、鎂、釷和稀土元素

。常見的草酸鹽有草酸鈉

、草酸鉀、草酸鈣

、草酸亞鐵

、草酸銻和草酸氫銨等

。
三、酸處理提純的機(jī)理與工藝：
去除石英砂中雜質(zhì)的初步工藝可采用水洗

、重選

、磁選及浮選等方法。但對于生產(chǎn)高純石英砂來說

，去除薄膜鐵是個(gè)很重要的問題

。去除薄膜鐵的方法，主要有搓洗

、超聲波清洗及酸洗等方法

，而最常用和最有效的方法是酸洗

。
酸處理目的是消除一些難溶于水而溶于酸的雜質(zhì)礦物，如金屬氧化物或細(xì)小的硅酸鹽礦物

。通常使用鹽酸

、硝酸、硫酸和氫氟酸組成的混合酸

，其體積比

，應(yīng)根據(jù)原料表面污染情況，并通過實(shí)驗(yàn)而定

，酸處理還對消除粉體表面的包裹體有一定作用

，且升高溫度時(shí)的效果更好

。
四

、酸浸法提純工藝及參數(shù)：
01

、鹽酸法：
將經(jīng)洗凈過的石英砂加入濃度為18%的鹽酸溶液中，鹽酸用量為石英砂重量的5%

。然后加溫至80~90℃處理2~3小時(shí)

，最后經(jīng)過濾和干燥。
02

、氣態(tài)氯化氫法：
將洗凈后的石英砂置于反應(yīng)釜中，加熱至80℃

，再送入氯化氫氣體，處理15分鐘

，然后用清水洗凈

，氯化氫與氧化鐵的作用產(chǎn)物FeCl3可溶于水而被除掉。
五

、影響雜質(zhì)浸出速度的主要因素
01

、酸濃度：
雜質(zhì)浸出速度隨酸的濃度增大而增大，但濃度過大

，不僅會(huì)增大不希望溶解的組分，而且也會(huì)增加成本

。
02

、石英砂的量：
雜質(zhì)浸出速度通常是隨石英砂的量減小而增大

，因?yàn)檫@樣能保證溶液中雜質(zhì)浸出濃度始終較低

，有利于加快浸出速度。所以用大量的酸去處理少量的石英砂

，可提高雜質(zhì)浸出速度

，當(dāng)然也要考慮到成本和效益因素

。
小結(jié)：
我國不同的行業(yè)對石英砂中SiO2純度和雜質(zhì)元素含量的要求不一樣

，生產(chǎn)高純石英砂的原料礦石不同，選擇的酸處理工藝不同

，對最終產(chǎn)品品質(zhì)的影響也不盡相同。在選擇高品位原料礦石的基礎(chǔ)上

，選擇合適的酸處理工藝

，可有效減輕其他工序如浮選、磁選等的壓力

，并能有效提高最終產(chǎn)品的品質(zhì)

。

上一篇：石英砂礦石中常見的雜質(zhì)及危害下一篇：改性石英砂濾料在水處理中的應(yīng)用

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