超純石英砂的提純工藝研究成果有哪些 2020/2/21 13:25:04 隨著電子工業(yè)等高新科技的迅速發(fā)展，超純石英的需求量日益增大。一般SiO2含量大于99.99%的石英粉體被稱作超純石英砂。超純石英最早的生產(chǎn)原料是天然水晶，但其儲量有限，隨著開采力度的加大，已逐漸枯竭。石英砂原料廉價，儲量豐富，可以取代天然水晶來生產(chǎn)超純石英砂。1、實驗部分實驗原料為某石英砂巖礦，其化學(xué)成分多元素分析結(jié)果為：SiO2 99.02、Fe 178.2、A1 152.6、Na 56.4、K 66.6、Li 2.0、Ca 44.4、Mg 3.5、Ti 22.5（SiO2單位為5%，其他為μg/g）。試樣的主要雜質(zhì)元素為Fe、Al、Na、K、Ca和Ti，且總含量超過500dug/g。通過礦相學(xué)分析可知，該試樣主要是塊狀，淺白色半透明，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，顆粒粒徑小于0.6mm，表面有明顯的黃褐色浸染。雜質(zhì)礦物主要為片狀的金云母，少量的白云母，長石，黏土以及含鐵的礦物。原礦X射線衍射圖，見圖1，通過與標(biāo)準(zhǔn)圖譜JCPDS NO.33-1161對比發(fā)現(xiàn)所有峰均為石英峰。這說明原樣中石英的含量很高，這與化學(xué)成分分析結(jié)果相一致。由于石英砂硬度較大，且縫隙中含有雜質(zhì)，故將原料放入馬弗爐中，在900℃的條件下焙燒2h，取出直接水淬，使得樣品的硬度大大降低，并且裂縫打開，雜質(zhì)礦物充分暴露，以便于后續(xù)工序的進(jìn)行。烘干后經(jīng)對輥破碎機破碎，得到粒徑小于0.3mm的產(chǎn)品，篩分出粒徑在+0.105-0.3mm的物料即為待處理樣品2、磁選磁選的目的是去除石英砂中解離的磁性雜質(zhì)礦物和具有磁性礦物包裹體的顆粒隨著酸浸溫度的升高，總雜質(zhì)含量減少，當(dāng)溫度到達(dá)70℃后，繼續(xù)升高溫度對雜質(zhì)去除效果不大，選取溫度為70℃比較合適。酸浸對所有雜質(zhì)的去除都有顯著效果。所得石英砂總雜質(zhì)含量均小于50μg/g，已經(jīng)達(dá)到高純石英砂原料的要求。5、結(jié)論（1）焙燒-水淬能明顯降低石英砂硬度，并可以打開裂隙，使雜質(zhì)暴露；（2）相對浮選，磁選效果明顯要好，這與石英砂原礦中含鐵的雜質(zhì)及金云母含量較多有關(guān)；（3）酸浸能顯著提高石英砂純度，F(xiàn)e含量從178.2μg/g降至5.0μg/g以下，Al含量由152.6μg/g降至14.0μg/g以下，最終產(chǎn)品總雜質(zhì)含量小于50μg/g；（4）焙燒-水淬-磁選-浮選-酸浸聯(lián)合工藝可以得到SiO2含量超過99.99%的高純石英砂，可以滿足高純石英砂原料的要求。資料來源于超純石英砂的制備試驗研究。