中國(guó)粉體網(wǎng)訊

煅燒-水淬法用于石英除雜

石英在高溫水淬后，內(nèi)應(yīng)力迅速變化而產(chǎn)生裂紋和破碎，不僅能有效降低石英的硬度，同時(shí)，由熱脹冷縮而導(dǎo)致的破裂，首先是沿著晶體缺陷處或相界處破裂的，這就増大了石英中包裹體和裂縫中的雜質(zhì)暴露在石英表面的機(jī)會(huì)，有利于后續(xù)的酸浸等工藝。目前國(guó)內(nèi)外研究者采用不同的煅燒水淬工藝輔助石英提純，取得良好的效果。

煅燒-水淬浸出提純石英砂機(jī)理

李楊以安徽某地石英巖為原料，采用煅燒、水淬工藝預(yù)處理石英砂，使得石英中的礦物、流體包裹體暴露，增大雜質(zhì)的暴露幾率；再利用酸浸處理石英砂，去除石英中雜質(zhì)礦物，精礦中SiO₂含量達(dá)到99.99wt%，主要雜質(zhì)金屬含量為33.31μg/g。該石英巖中雜質(zhì)礦物主要有赤鐵礦、金紅石和粘土類礦物。

劉玉飛等以某石英砂巖為原料，采用煅燒、水淬工藝預(yù)處理石英砂，利用不同礦物的硬度差異，使得裂縫打開，雜質(zhì)礦物充分暴露；預(yù)處理后的石英砂磁選-浮選-酸浸去除石英中的磁性礦物、硅酸鹽礦物，精礦中SiO₂含量達(dá)到99.99wt%以上。該石英中雜質(zhì)礦物主要有金云母、白云母、長(zhǎng)石、粘土和含鐵礦物。

氯化焙燒提純工藝

氯化焙燒又稱氯化脫氣，利用顆粒表面與內(nèi)部在高濃氯氣作用下產(chǎn)生的化學(xué)位梯度，促使氣液包裹體擴(kuò)散出去。石英顆粒表層的堿金屬、堿土金屬和殘余的包裹體等雜質(zhì)在高溫下與氯氣反應(yīng)生成氣態(tài)氯化物，相較于其他金屬離子，Al和B的反應(yīng)活性較低，高溫氣流將這些雜質(zhì)元素的氯化物帶走，從而達(dá)到深度提純的目的。

氯化焙燒是一種深度提純工藝，成本較高，處理能力有限，具有一定危險(xiǎn)性。當(dāng)前，僅有美國(guó)尤尼明公司實(shí)現(xiàn)該工藝的工業(yè)應(yīng)用，安徽蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院和太平洋石英進(jìn)行了試驗(yàn)并取得成功，但尚未見應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的報(bào)道。

該工藝對(duì)進(jìn)料要求較高，一般是經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)工藝提純后，SiO₂純度達(dá)到99.99%，雜質(zhì)總量小于100×10^-6的石英砂才能滿足進(jìn)料要求。氯化焙燒的裝置多為自行設(shè)計(jì)，還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，仍處于不斷發(fā)展完善過(guò)程中。

根據(jù)氯化劑的種類，氯化焙燒可分為固態(tài)氯化焙燒和氣態(tài)氯化焙燒。其中：固態(tài)氯化焙燒所使用的氯化劑一般為NaCl、CaCl₂、NH₄Cl。氣態(tài)氯化焙燒所使用的氯化劑一般為Cl₂、HCl。

微波在高純石英提純中的應(yīng)用

高純石英中，鐵雜質(zhì)是最主要的同時(shí)也是危害最大的有害成分之一，特別是在石英玻璃和光纖的生產(chǎn)中，鐵雜質(zhì)需要越少越好，因?yàn)闃O低的鐵雜質(zhì)含量就可以使石英玻璃帶色，同時(shí)也能使光纖變脆不容易成絲，所以盡量降低鐵雜質(zhì)的含量是高純石英生產(chǎn)中重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，同時(shí)也是提高高純石英質(zhì)量的根本途徑之一。當(dāng)前降低鐵雜質(zhì)的含量主要是使用酸浸的方法，但是傳統(tǒng)的方法耗時(shí)很大同時(shí)效果也不太理想。

微波利用材料在電磁場(chǎng)中的介質(zhì)損耗而產(chǎn)生熱量，由于石英和含鐵雜質(zhì)礦物具有不同的介電損耗因子從而造成在微波場(chǎng)中它們的升溫速率各異，這就會(huì)在它們之間的界面上產(chǎn)生裂縫，從而促使石英中的包裹體開裂，使含鐵雜質(zhì)礦物能被酸有效地去除。

普通條件下對(duì)石英進(jìn)行酸浸處理，鐵雜質(zhì)的含量可以降低到0.0015%左右，用微波進(jìn)行預(yù)處理后，在同樣的酸浸條件下，鐵含量最低可以降到0.0004%，可見微波處理對(duì)酸浸中鐵雜質(zhì)礦物的去除具有很大的促進(jìn)作用，這樣不僅可以提高最終高純石英產(chǎn)品二氧化硅的含量，同時(shí)極大地降低了有害雜質(zhì)——鐵雜質(zhì)的含量，這對(duì)于提高高純石英產(chǎn)品以及以此為原料的產(chǎn)品的質(zhì)量、擴(kuò)大高純石英產(chǎn)品的應(yīng)用范圍具有重大的意義。

參考來(lái)源：

包申旭，微波在高純石英提純實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，武漢理工大學(xué)

林敏，脈石英中白云母、晶格雜質(zhì)分離及機(jī)理，武漢理工大學(xué)

潘俊良，氯化焙燒法制備4N8標(biāo)準(zhǔn)級(jí)高純石英試驗(yàn)研究，成都理工大學(xué)

黃杰，煅燒對(duì)石英浮選提純的影響研究，東北大學(xué)

馬超，砂質(zhì)高嶺土尾礦制備高純石英的基礎(chǔ)研究，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/平安）

注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除！