威大公司為您推薦石英砂的提純辦法，石英砂通過提純得到高純二氧化硅，滿足了我國高技術(shù)領(lǐng)域?qū)Ω呒児栊枨�，對促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有極其重要的意義。高純二氧化硅作為重要的光電子材料一種，在半導(dǎo)體、光纖通訊、激光和航天等高科技領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。伴隨著這些領(lǐng)域的迅速發(fā)展，對高純二氧化硅中雜質(zhì)含量的要求更加嚴(yán)格，對高純二氧化硅的需求量亦逐日遞增。但是目前我國所用的高純二氧化硅大部分還是依賴進(jìn)口，為了改變這種局面，我們必須在石英砂提純技術(shù)上得到進(jìn)一步的提升，爭取早日達(dá)到國際國標(biāo)準(zhǔn)，目前來說，我國提純石英砂主要分為物理和化學(xué)兩種方法。下面做一下簡單的介紹：
    一，物理方法：主要是水洗和分級脫泥、擦洗、磁選、浮選和超聲波法。
    A水洗和分級脫泥(這種方法主要針對含有大量粘土礦物的石英砂)
    隨著石英砂顆粒變細(xì)，其中SiO2的品位隨之降低，鐵質(zhì)和鋁質(zhì)等雜質(zhì)礦物的品位反而升高，所以在入選前必須對石英砂原礦進(jìn)行水洗、分級脫泥，并且效果也較為明顯。
    B擦洗（借助機(jī)械力和砂粒間的磨剝力來除去石英砂表面的薄膜鐵、粘結(jié)及泥性雜質(zhì)礦物和進(jìn)一步擦碎未成單體的礦物集合體，再經(jīng)分級作業(yè)達(dá)到石英砂進(jìn)一步提純的效果）
    擦洗主要有棒磨擦洗和機(jī)械擦洗兩種方法。對于機(jī)械擦洗，其相關(guān)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)和配置包括工藝流程中的擦洗時間和擦洗濃度都會影響擦洗的效果。由于影響它的因素很多，其中機(jī)械擦洗的回收率很低，大約只有40％。相對于機(jī)械擦洗，棒磨擦洗的效果要好得多。在棒磨擦洗工藝中加入適當(dāng)?shù)乃巹�，增大雜質(zhì)礦物和石英顆粒表面的電斥力，增強(qiáng)雜質(zhì)礦物與石英顆粒相互間分離的效果，使擦洗的回收率提高到了80％，棒磨擦洗差不多是機(jī)械擦洗的兩倍。
    C磁選（可以較大限度的去除石英砂顆粒內(nèi)含有的雜質(zhì)，以赤鐵礦，褐鐵礦和黑云母等為主的弱磁性雜質(zhì)礦物和以磁鐵礦為主的強(qiáng)磁性礦物）
    磁選法對于弱磁性雜質(zhì)礦物常用在100000e以上的強(qiáng)磁機(jī)，對于強(qiáng)磁性雜質(zhì)的礦物常采用弱磁機(jī)或中磁機(jī)進(jìn)行磁選。一般地來說，磁選次數(shù)和磁場強(qiáng)度對除鐵效果有重要影響，隨磁選次數(shù)的增加，含鐵量會逐漸減少；在一定的磁場強(qiáng)度下可除去大部分的鐵質(zhì)，但此后磁場強(qiáng)度即使提高了很多，除鐵率也不會有多大變化。石英砂粒度越細(xì)，除鐵效果越好，因為細(xì)粒石英砂中含鐵雜質(zhì)礦物量高。石英砂中含雜質(zhì)較多時，尤其是含有較多的弱磁性或非磁性的雜質(zhì)時，僅采用磁選是不能提純成高純石英砂的。
    D浮選（為了除去石英砂中長石、云母等非磁性伴生雜質(zhì)礦物）
    目前來說，浮選主要有有氟浮選和無氟浮選兩種方法。有氟浮選是在陽離子捕收劑和氫氟酸活化劑在酸性pH值范圍內(nèi)進(jìn)行的，但是考慮到含氟廢水對環(huán)境的嚴(yán)重影響，人們開始傾向無氟浮選。利用石英、長石結(jié)構(gòu)構(gòu)成的差異，合理凋配陰陽離子混合捕收劑的配比及用量，利用他們Zeta電位的不同，優(yōu)先浮選出長石，實現(xiàn)二者的分離。
    E超聲波法（依靠介質(zhì)來傳播的一種聲波，它具有機(jī)械能，在傳播過程中將會引起與介質(zhì)的相互作用，產(chǎn)生各種效應(yīng))
    超聲波法是利用超聲波的粉碎頭作用于液體，使液體內(nèi)部發(fā)生變化，產(chǎn)生壓力或者拉力，當(dāng)拉力達(dá)到一定強(qiáng)度，產(chǎn)生空化作用，造成無數(shù)的小氣泡，這些氣泡隨著超聲振動被壓縮而壓力減��；當(dāng)氣泡達(dá)到臨界尺度時(該尺度決定了超聲波的頻率)，這些氣泡就會破裂，產(chǎn)生巨大的壓力，對液體中的固體顆粒進(jìn)行猛烈的沖擊，在這種劇烈的沖擊下，顆粒表面的微量雜質(zhì)或者水花膜，迅速地從顆粒表面剝落，在分散劑的作用下成為微細(xì)的懸浮物，脫離石英砂，經(jīng)洗滌分離后，使石英砂的純度大大地提高。
  第二，化學(xué)方法：主要是酸浸法和絡(luò)合法，酸浸法是利用石英不溶于酸(HF除外)，其他雜質(zhì)礦物能被酸液溶解的特點，從而可以實現(xiàn)對石英的進(jìn)一步提純。絡(luò)合法是利用石英粉在經(jīng)過酸浸后，酸又能與溶液中的雜質(zhì)離子形成配位化合物，使溶液中的雜質(zhì)離子進(jìn)一步去除。
    酸浸法又分為單酸浸法和混合酸浸法。酸浸法常用的酸類有硫酸、鹽酸，硝酸和氫氟酸；混合法常用的酸類主要有草酸和醋酸；這些酸類對石英中金屬雜質(zhì)礦物均有較好的去除效果。
 A單酸浸法（將一定量的石英砂置于一定濃度的酸溶液中，加熱到一定溫度，加熱適當(dāng)?shù)臅r間，將酸溶液回收，石英砂經(jīng)洗滌、干燥）
    某地的含粉砂粘土質(zhì)硅藻土，用硫酸作為酸浸劑，通過對溫度，硫酸濃度及液固比的研究，得出當(dāng)溫度是90℃，硫酸濃度是40％，液固比為10：1時，硅藻土中鐵的浸出率最佳，F(xiàn)e20的含量由3％-4％降低到0.86％，A1203含量也由9.55％降低到7.08％，硅藻土中SiO的含量升高到80％以上。在對石英的酸浸提純實驗研究中，通過對氫氟酸的酸浸溫度，濃度，時間的研究表明：當(dāng)脈石英原料粉在溫度為120℃、HF與水的比例為0.4—0.5的溶液中酸浸0.5-6h，其純度可達(dá)到中高檔石英玻璃的標(biāo)準(zhǔn)。
    B混合酸浸法（每一種酸對石英砂中雜質(zhì)的去除效果不同，不同的酸混合在一起，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使石英砂中雜質(zhì)的去除率更高，能獲得純度更高的石英砂）
    將水洗后的石英砂加入到混合酸液中，在常溫下，間隙攪拌浸出，時間一般為24小時，若在加熱的條件下，采用攪拌浸出，時間一般為2—6小時，洗滌干燥即可。在室溫下，18％鹽酸與硅微粉1.5：1的液固比，接著再用25％硫酸，硫酸與硅微粉的液固比為2：1進(jìn)行第二次酸浸，所用的酸浸時間均為12小時，經(jīng)兩次酸浸純化處理后的硅微粉中鐵含量小于60ug／g。將洗選過的石英砂按20％-80％的固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)配成漿料放人裝有機(jī)械攪拌器的容器中，然后加入鹽酸溶液(1％一10％)和氟硅酸溶液(1％一10％)，將石英砂和溶液在75-100℃溫度下攪拌2—3小時，然后除去料漿中的溶液，再用水清洗數(shù)次、直至清洗液PH值接近中性為止。用這種法處理，可使石英砂的鐵含量由0.0059％降低至0.0002％-0.005％�；旌纤岜壤秊榱蛩幔蝴}酸：硝酸：氫氟酸二50％：25％：15％：10％，加熱到80℃，浸出礦漿的濃度為50％-55％，其二氧化硅的含量和鐵雜質(zhì)的含量達(dá)到高純石英砂的標(biāo)準(zhǔn)(SiO2≥99.98％，F(xiàn)e2O3≤0.001％)。
    C絡(luò)合法（將一種中等強(qiáng)度的有機(jī)酸，與石英砂表面的雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，且還能與反應(yīng)后的雜質(zhì)離子形成穩(wěn)定的配位化合物，降低了雜質(zhì)離子在顆粒表面的濃度，同時也防止離子在洗滌過程中產(chǎn)生沉淀，使石英砂中雜質(zhì)含量進(jìn)一步降低）
當(dāng)Si02純度要求很高時，清洗酸液的水必須是蒸餾水或者去離子水，以免自來水中所含的鐵等雜質(zhì)對高純二氧化硅造成污染。
    D其他方法
    二氧化硅的應(yīng)用極其廣泛，不同的應(yīng)用對其純度要求也不盡相同，因此，有時也采用一些其他的提純方法作進(jìn)一步的提純：如電選法是利用石英與雜質(zhì)礦物在電性上微小的差別，選出微量的金屬雜質(zhì)礦物；熱爆裂法是將二氧化硅加熱到一定溫度后礦物中的包裹體發(fā)生爆裂，使包裹體中的雜質(zhì)去除；熱氯化法可除去石英氣泡相中雜質(zhì)礦物及金屬包裹體等。
    綜上所述，不管是物理方法還是化學(xué)方法，在石英砂提純的整個工藝過程中，都有十分重要的作用。在實際應(yīng)用過程中，一般是先用物理方法作預(yù)處理，如水洗和分級脫泥、擦洗、磁選，浮選和超聲波法，除去大部分的雜質(zhì)，再用化學(xué)方法即酸浸法和絡(luò)合法，進(jìn)一步除去石英砂中的微量雜質(zhì)。但是化學(xué)方法中所使用的酸液對環(huán)境有著嚴(yán)重的污染，這就需要我們尋求一種新的無污染的優(yōu)良的提純方法。結(jié)合化學(xué)、物理、機(jī)械化學(xué)、電磁(波)化學(xué)等相關(guān)專業(yè)的知識，研究高純石英砂的提純技術(shù)是今后發(fā)展的方向。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石英砂的選礦提純具有十分重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。尤其是隨著微電子、光電等行業(yè)的發(fā)展，高純石英砂的優(yōu)良性能是無法替代的，市場前景十分廣闊。

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