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高纯石英砂常见的5种处理手段!

2021-02-19

  高纯石英砂是高新技术产业发展的物质基础,其应用涉及到光纤、军事、航天工业等。这些对石英砂原料的纯度要求极为严苛,要求石英砂中杂质含量非常低,特别是对Fe、Al等杂质含量要求极高。因此,石英砂纯化技术关乎我国高新技术的长远发展。目前,高纯石英砂提纯技术被美国、德国等垄断,并限制提纯技术和产品对外出口,因此掌握高纯石英提纯技术意义重大。

  石英砂中矿物杂质通常以非石英矿物的形式存在,如长石、云母、石榴石、锆石、钛铁矿和许多其它矿物。这些杂质的存在方式主要有以下几种:

  (1)作为松散的伴生矿物,未与石英晶体发生化学结合;

  (2)作为矿物碎片,在其表面化学和物理上与石英晶体结合,这类杂质主要为含铁矿物和含铝矿物;

  (3)被石英颗粒包裹或被相互结合的石英晶体包围的矿物;

  (4)作为间隙离子取代硅,这些杂质主要有:Al3+、Fe2+、Fe3+、B3+、Ti4+、Ge4+、P5+等,这些离子取代Si4+,形成共价键。当这种情况发生时,通常会伴随着Li1+、K1+、Na1+和H1+等元素的掺杂以保持SiO2晶格的电中性。Al元素是石英矿中主要杂质元素之一,且Al3+和Si4+半径相近,易替代Si4+,其含量通常高达数千ppm,因此Al含量是石英矿质量的重要指标。

  目前,高纯石英砂提纯工艺主要包括机械粉碎、磁选、浮选、酸浸、煅烧、水淬、高温氯化焙烧等。法能够有效去除石英晶格内的金属离子杂质。

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