中國粉體網訊 高純石英的提純方法主要分為物理法和化學法。不同的共伴生礦物采用不同的分選技術,物理法提純主要有色選、擦洗、重選、磁選和浮選等工藝,可以去除幾乎所有以單體存在的礦物雜質,除雜后雜質元素的含量處于較低水平。此時,氣液包裹體和晶格內部類質同象雜質是主要的雜質來源,而這些雜質是制約高純石英產品制備的關鍵性因素。物理法提純無法去除這些雜質,需要進行化學深度提純。
與物理選礦相比,化學處理去除雜質的效率更高,酸可在微裂縫和晶界內深度滲透的優(yōu)勢可以更好地處理包裹體和晶格類型的雜質。其中,酸浸工藝是石英砂去雜提純非常有效的方法。
酸洗工藝,石英砂去雜提純的有效方法
酸浸工藝常采用的酸有硫酸、鹽酸、草酸、氫氟酸和硝酸等。由于使用混酸浸漬除雜可以產生協(xié)同作用,除雜效果更好,所以通常使用混酸進行酸浸。酸浸分離雜質的反應過程可分為幾個部分:有機酸和無機酸提供H+用于后期分離工藝,H+可以溶解伴生礦物(白云母和鈉長石),使其與石英分離。
氫氟酸對石英、長石、云母等都具有明顯的溶蝕作用,且結構缺陷越多,溶蝕速度越快,白云母、長石等鋁硅酸鹽的晶體結構必須結合氫氟酸才可有效破壞。濃硫酸具有強氧化性,熱的濃硫酸可以與大多數金屬反應,將大部分硫化礦物轉變成相應高價金屬硫酸鹽,其具有較高的沸點,常壓下可采用較高的浸出溫度。鹽酸具有良好的金屬溶解能力,且對鐵等離子具有良好的絡合性。硝酸具有強氧化性,能夠有效地將金屬元素氧化生成可溶性鹽,但是其單獨浸出效果不好,一般與鹽酸混合制備強腐蝕性王水進行浸出。草酸是酸浸常用的有機酸,可與溶出的金屬離子形成較穩(wěn)定的絡合物,從而使其從石英表面脫離。
影響酸浸的因素有:酸的選擇、酸的濃度及用量、酸溶液的溫度及酸浸時間等。此外,攪拌可以使酸液與石英的表面充分地接觸,提高酸浸提純的效果,加速酸浸過程。
酸洗石英砂,大規(guī)模生產是必然趨勢
化學酸浸是高效可行的石英砂除雜手段,然而隨著各國對于環(huán)境保護的重視逐年提高,國內對礦區(qū)廢水尾礦渣排放要求日益嚴格,化學酸浸的使用受到限制。如何更好地改良酸浸工藝,在滿足石英砂純度的前提下更好的達到國家對礦產資源利用的環(huán)保要求,是每個礦物加工企業(yè)都亟待解決的問題。
另外,未來隨著我國電子設備制造業(yè)的技術進步,光伏產業(yè)的不斷發(fā)展,將會顯著的推動高純石英砂的需求,酸洗石英砂的生產規(guī)模需求也會隨之提升。大規(guī)模生產是下一步發(fā)展必然趨勢,而適應大規(guī)模生產的提純技術已呼之欲來。
徐州水處理研究所是專業(yè)從事各種水處理技術的研究開發(fā)單位,集科研、設計、生產、制造、安裝、調試為一身。研究所已從事石英砂酸洗技術開發(fā)近十年,有著豐富的經驗,如今,技術從第一代已發(fā)展到了第五代。2023年4月21日,中國粉體網將在安徽鳳陽舉辦“第一屆光伏行業(yè)用石英砂技術與市場交流大會”。徐州水處理研究所所長黃華躍將帶來題為《石英砂化學提純,向大規(guī)模發(fā)展是行業(yè)必走之路》的報告,屆時,他又會帶來什么樣的石英砂酸洗最新提純技術呢?讓我們拭目以待!
參考來源:
張海啟等.高純石英中雜質特征及深度化學提純技術研究進展
趙雪凇等.混酸提純制備高純石英砂及浸出動力學分析
歐陽靜等.石英礦物資源的提純及在戰(zhàn)略性新興產業(yè)中的應用技術分析
龐慶樂.高純石英的加工技術及應用
(中國粉體網編輯整理/初末)
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