石英砾石碱溶蚀法研制高纯石英砂
高纯度石英砂的提纯研究及项目可行性论文
高纯度石英砂的提纯研究及项目可行性论文1. 研究背景高纯度石英砂在许多领域具有重要的应用价值，如半导体制造、光学材料、太阳能电池等。
然而，目前市场上的石英砂质量参差不齐，无法满足高端应用的需求。
因此，对高纯度石英砂的提纯研究具有重要意义。
2. 研究目的本研究旨在探索高纯度石英砂的提纯方法，并评估提纯后的石英砂在各个应用领域的可行性。
3. 研究方法本研究将采用以下步骤进行高纯度石英砂的提纯研究：1. 采集原始石英砂样品：从不同地点采集石英砂样品，保证样本的多样性。
2. 物理处理：利用重力分选、磁选等物理方法去除石英砂中的杂质。
3. 化学处理：使用酸碱溶液进行浸取和溶解，去除石英砂中的残留杂质。
4. 热处理：通过高温处理，去除石英砂中的有机物和水分。
5. 分析测试：对提纯后的石英砂样品进行化学成分分析、物理性质测试等，评估其纯度和质量。
4. 预期结果通过上述研究方法，预期可以获得高纯度的石英砂样品。
提纯后的石英砂将具备以下特点：- 高纯度：杂质含量显著降低，满足高端应用的要求。
- 优良物理性质：颗粒形状均匀，颗粒大小可控。
- 稳定化学性质：化学成分稳定，不含有害物质。
5. 可行性评估通过对提纯后的石英砂样品进行应用评估，可以评估其在不同领域的可行性。
预计高纯度石英砂在以下领域具备应用潜力：1. 半导体制造：高纯度石英砂可用于晶圆制备、光刻技术等半导体制造过程。
2. 光学材料：石英砂具有良好的光学性质，可用于制备光学仪器、光纤等光学材料。
3. 太阳能电池：高纯度石英砂可用于太阳能电池的制备，提高电池的转换效率。
6. 结论通过对高纯度石英砂的提纯研究，可以获得满足高端应用需求的石英砂样品。
提纯后的石英砂具备良好的物理性质和稳定的化学性质，在半导体制造、光学材料、太阳能电池等领域具有广阔的应用前景。
因此，该项目具备可行性和商业化的潜力。
某地脉石英制备高纯石英砂的化学提纯方法研究
ａｓ
ａｄｕｌｔｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｒｏａｓｔｉｎｇ Ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｂｕｔ
Ｃａｎ ｒａｉｓｅ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ
ｏｆ Ｎａ．’ ｃａｍｅ ｆｒｏｍ Ａｎｈｕｉ．
ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ
ｐａｐｅｒ ｉｓ ｖｅｉｎ
ｑｕａｒｔｚ，ｗｈｉｃｈ
Ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｑｕａｒｔｚ ｓａｎｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ｔｏ ２０．３
１．２石英砂的工业用途及标准……………………………………………一４
１．２．１玻璃及玻璃制品………………………………………………．．４ １．２．２铸造型砂………………………………………………………．５ １．２．３耐火材料………………………………………………………．６ １．２．４陶瓷、电瓷及熔融陶瓷………………………………………．７ １．２．５其他用途石英砂的质量要求…………………………………．８ １．３石英砂的提纯技术……………………………………………………．．８ １．３．１物理提纯方法………………………一…………………………８ １．３．２化学提纯方法………………ｏ………………………………１１ １．４国内外化学提纯的研究概况………．………………………………一：１２
第１ｌ页
Ａｂｓｔｒａｃｔ
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新疆某石英砾石选矿提纯试验研究
ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＭｉｎｅｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄＰｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＱｕａｒｔｚＧｒａｖｅｌｉｎＸｉｎｊｉａｎｇ ＺｈａｏＹａｎｇ ＬｉｕＺｅｗｅｉ
ＳｅｒｉａｌＮｏ．６０６ Ｏｃｔｏｂｅｒ．２０１９
现 代 矿 业
ＭＯＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ
总 第 ６０６期 ２０１９年 １０月第 １０期
新疆某石英砾石选矿提纯试验研究
赵 阳 刘泽伟
（新疆能源（集团）晶拓科技材料有限责任公司）
摘 要 新疆某地石英砾石中的主要矿物为石英，ＳｉＯ２含量为 ９９．４９％，主要杂质元素为 Ｆｅ、 Ｋ、Ｃａ、Ａｌ和 Ｎａ，主要杂质矿物为云母和金红石等。为了获得高质量的纯石英砂，在工艺矿物学研 究的基础上，按照粗碎—煅烧水淬—中碎—细碎—磁选—浮选—酸浸流程处理矿样，在最佳试验条 件下可获得 ＳｉＯ２品位为 ９９．９９％以上、杂质总含量小于 ５５μｇ／ｇ的高纯石英砂。
图 １ 矿样的 ＸＲＤ图谱
由表 １、图 １、图 ２可知，矿样的主要杂质元素为 Ｆｅ、Ａｌ、Ｎａ、Ｃａ和 Ｋ，含量总计接近 ５０００μｇ／ｇ，其他 元素含量较低；主要成分是石英，显微镜下可见少量 云母和金红石。
２ 试验结果与讨论
按照破碎—磁选—浮选—酸浸工艺流程进行试
赵 阳 刘泽伟：新疆某石英砾石选矿提纯试验研究 ２０１９年 １０月第 １０期
磁选后矿样中碱金属元素、Ｆｅ和 Ａｌ元素含量 仍然较高，可能与矿石中存在与石英性质相近的长 石或云母有关，但长石、云母表面性质与石英存在差 异，因此采用浮选方法可去除。实验室采用 ＸＦＤ １５型单槽浮选机对磁选精矿进行浮选试验。试验 采用酸性环境下 １粗 ２精阳离子反浮选流程，以长 沙矿冶研究院的 ＣＳ０２为捕收剂，浮选矿浆浓度为 ２５％，充气量为 ０．２ｍ３／ｈ，试验流程见图 ５。
高纯石英砂提纯技术
高纯石英砂提纯技术
高纯石英砂是一种非常重要的材料，它广泛应用于半导体、光电子、太阳能电池等领域。
然而，石英砂中含有许多杂质，这些杂质会影响石英砂的性能，因此需要进行提纯。
高纯石英砂提纯技术主要有两种：化学法和物理法。
化学法是利用化学反应将杂质与石英砂分离，而物理法则是利用物理性质将杂质与石英砂分离。
化学法主要有酸洗法和碱洗法。
酸洗法是将石英砂浸泡在酸性溶液中，使杂质与酸反应，然后用水洗净。
碱洗法则是将石英砂浸泡在碱性溶液中，使杂质与碱反应，然后用水洗净。
这两种方法都可以有效地去除石英砂中的杂质，但是需要注意的是，酸洗法和碱洗法都会对环境造成一定的污染，因此需要进行严格的控制。
物理法主要有浮选法和磁选法。
浮选法是利用石英砂和杂质在水中的不同浮力，将杂质从石英砂中分离出来。
磁选法则是利用石英砂和杂质在磁场中的不同磁性，将杂质从石英砂中分离出来。
这两种方法都不会对环境造成污染，但是需要注意的是，浮选法和磁选法的效率相对较低，需要进行多次处理才能达到高纯度的要求。
总的来说，高纯石英砂提纯技术是一项非常重要的工作，它可以提高石英砂的纯度，使其在各个领域的应用更加广泛。
在进行提纯的过程中，需要注意环境保护和安全生产，确保提纯过程的安全和可
持续性。
研究高纯度石英砂的提纯方法及项目可行性报告
研究高纯度石英砂的提纯方法及项目可行性报告项目背景高纯度石英砂在许多工业领域具有广泛的应用，例如光电子、半导体、光纤通信等。
然而，目前市场上的石英砂普遍含有杂质，需要经过提纯处理才能满足高端应用的要求。
因此，本项目旨在研究高纯度石英砂的提纯方法，并评估该项目的可行性。
提纯方法为了提纯高纯度石英砂，我们将采用以下方法：1. 酸洗：通过使用酸性溶液（如盐酸或硫酸）对石英砂进行浸泡和搅拌，可以去除大部分杂质。
酸洗过程需要控制溶液的浓度和操作时间，以确保石英砂的纯度达到要求。
2. 碱洗：在酸洗后，进行碱洗可以进一步去除残留的杂质。
碱洗使用碱性溶液（如氢氧化钠或氢氧化铵）对石英砂进行处理，帮助去除酸洗过程中产生的酸性残留物。
3. 磁选：磁选是一种物理分离方法，适用于去除石英砂中的磁性杂质。
通过将石英砂与磁性杂质混合后，利用磁性杂质对石英砂的吸附作用，可以通过磁场的作用将磁性杂质分离出去。
4. 浮选：浮选是一种物理-化学分离方法，适用于去除石英砂中的非磁性杂质。
通过在特定条件下添加浮选剂，可以使石英砂颗粒与非磁性杂质颗粒之间产生疏水性差异，从而实现分离。
项目可行性评估在进行高纯度石英砂提纯项目之前，我们需要对该项目的可行性进行评估。
以下是我们的评估结果：1. 市场需求：高纯度石英砂在光电子、半导体等行业具有广泛的需求，并且市场规模庞大。
因此，该项目有良好的市场前景。
2. 技术可行性：提纯高纯度石英砂的方法已经存在，并且经过实践验证。
我们可以借鉴现有的技术方法，并进行改进和优化，以提高提纯效率和纯度。
3. 经济可行性：该项目的成本主要包括原材料采购、设备投资、人力成本等。
通过合理的成本控制和市场定价，可以确保项目的经济可行性。
4. 法律风险：在进行项目实施过程中，我们将遵守相关的法律法规，确保项目的合法性和可持续发展性。
同时，我们将避免使用不能确认的内容，以避免法律风险。
综合考虑以上因素，我们认为研究高纯度石英砂的提纯方法是可行的，并具有良好的市场前景和经济效益。
研究高纯度石英砂的提纯方法及项目可行性报告
研究高纯度石英砂的提纯方法及项目可行性报告1. 引言本报告旨在研究高纯度石英砂的提纯方法，并评估该项目的可行性。
高纯度石英砂在多个行业中具有广泛的应用，如光电子、半导体和太阳能等领域。
因此，研究高纯度石英砂的提纯方法具有重要的实际意义。
2. 研究方法2.1 研究对象本研究的对象是高纯度石英砂样品，采集自矿山。
2.2 提纯方法根据文献调研和实验经验，本研究选择以下两种常用的高纯度石英砂提纯方法进行研究：2.2.1 化学提纯法化学提纯法利用化学反应将杂质与石英砂分离，以达到提纯的目的。
具体步骤包括：- 酸洗：使用酸性溶液溶解石英砂中的杂质；- 中和：对酸洗后的溶液进行中和处理；- 沉淀：通过加入适当的沉淀剂，使溶液中的杂质沉淀；- 过滤：将沉淀分离出来，得到高纯度的石英砂。
2.2.2 物理提纯法物理提纯法通过物理手段将石英砂中的杂质分离出去。
具体步骤包括：- 研磨：将石英砂样品进行研磨，使其颗粒尺寸均匀；- 磁选：利用磁性杂质与石英砂的磁性差异，通过磁选设备将杂质分离；- 重液分离：利用不同密度的液体，将石英砂中的杂质进行分离。
3. 可行性评估3.1 技术可行性根据对提纯方法的研究和实验结果，化学提纯法和物理提纯法均可以有效地提纯高纯度石英砂。
两种方法各有优劣，具体选择应根据实际情况进行评估。
3.2 经济可行性高纯度石英砂的提纯过程需要考虑设备投资、材料成本和能源消耗等因素。
根据初步估算，该项目在经济上具有一定的可行性，但需要进一步详细的成本分析和效益评估。
3.3 环境可行性石英砂的提纯过程可能涉及化学药剂的使用和废水处理等环境问题。
在项目实施过程中，应采取相应的环境保护措施，确保符合环境法规和标准。
4. 结论本研究对高纯度石英砂的提纯方法进行了研究，并评估了项目的可行性。
化学提纯法和物理提纯法是两种常用的方法，具有一定的技术可行性和经济可行性。
然而，在项目实施过程中需要关注环境可行性，确保符合环境保护要求。
对高纯石英砂的提纯探讨与项目可行性分析
对高纯石英砂的提纯探讨与项目可行性分析介绍高纯石英砂是一种重要的工业原材料，广泛应用于半导体、光电子、光纤通信等领域。
本文将探讨高纯石英砂的提纯方法，并对相关提纯项目的可行性进行分析。
提纯方法物理方法- 磁选法：利用高纯石英砂与其它矿石的磁性差异，通过磁选设备将杂质矿石分离。
- 重选法：利用高纯石英砂与其它矿石的密度差异，通过重力选矿设备将杂质矿石分离。
- 浮选法：利用高纯石英砂与其它矿石的浮力差异，通过浮选设备将杂质矿石分离。
化学方法- 酸洗法：使用稀酸（如盐酸、硫酸等）对高纯石英砂进行酸洗，溶解杂质矿石。
- 碱洗法：使用碱性溶液（如氢氧化钠溶液）对高纯石英砂进行碱洗，溶解杂质矿石。
- 氧化法：利用氧化剂（如过氧化氢）氧化高纯石英砂中的杂质矿石，使其转化为可溶性物质。
项目可行性分析技术可行性- 高纯石英砂的提纯方法已经有多种成熟的技术可供选择，通过技术手段可以有效地提高石英砂的纯度。
- 提纯过程中的设备和材料已经得到广泛应用，技术可行性较高。
经济可行性- 高纯石英砂在半导体、光电子等领域的需求量大，市场潜力巨大。
- 提纯高纯石英砂的成本相对较低，可以通过规模化生产降低成本，提高经济效益。
环境可行性- 提纯高纯石英砂的方法中，物理方法相对较环保，化学方法需要注意废液处理的环保性。
- 在实施项目时，应严格遵守环境保护法律法规，采取有效的环保措施，保护生态环境。
结论高纯石英砂的提纯是可行的，通过物理方法和化学方法可以有效分离杂质矿石。
该项目具有较高的技术可行性和经济可行性，并且在环境可行性方面可以通过合理措施得到保障。
在实施过程中，应注重技术改进和成本控制，同时关注环境保护，确保项目的可持续发展。
石英砂高纯度提纯方法及项目实施可行性分析
石英砂高纯度提纯方法及项目实施可行性分析1. 概述石英砂，作为一种重要的工业原料，广泛应用于玻璃、铸造、陶瓷、建筑等行业。
随着科学技术的不断发展，对石英砂的纯度要求越来越高，高纯度石英砂的市场需求日益增长。
本文档旨在分析石英砂高纯度提纯的方法及项目实施的可行性。
2. 石英砂高纯度提纯方法2.1 物理方法物理方法主要包括水力分级、振动筛分、风力分级等。
这些方法主要利用石英砂颗粒的粒径、密度、形状等物理性质进行分离和提纯。
其中，水力分级是通过水流将石英砂颗粒按照粒径大小进行分级的一种方法，振动筛分是利用振动将颗粒按照粒径大小分离的方法，风力分级则是利用风力将颗粒按照粒径大小进行分离。
物理方法操作简便，无污染，但提纯效果受到原石英砂矿石品位和粒度分布的影响。
2.2 化学方法化学方法主要包括浮选、酸浸、碱浸等。
这些方法主要通过化学反应去除石英砂中的杂质。
浮选是利用添加的化学药剂使杂质矿物与石英砂表面发生化学反应，从而实现分离。
酸浸和碱浸则是利用酸或碱与杂质矿物发生化学反应，使杂质溶解，从而实现提纯。
化学方法提纯效果较好，但可能产生环境污染，需要对废液进行处理。
2.3 生物技术方法生物技术方法主要包括生物浸出、生物吸附等。
这些方法利用微生物的代谢作用去除石英砂中的杂质。
生物浸出是利用微生物将杂质矿物中的有价元素转化为可溶性物质，从而实现分离。
生物吸附则是利用微生物表面吸附杂质离子，实现提纯。
生物技术方法具有环保、低能耗等优点，但目前尚处于研究阶段，尚未大规模应用。
3. 项目实施可行性分析3.1 技术可行性石英砂高纯度提纯技术已相对成熟，各种物理、化学和生物技术方法均可实现石英砂的高纯度提纯。
但需要根据原石英砂的品位、粒度分布、杂质类型等因素选择合适的提纯方法。
3.2 经济可行性石英砂高纯度提纯项目的投资成本主要包括设备购置、土建工程、运营成本等。
其中，设备购置和土建工程成本较高。
运营成本主要包括能源消耗、人工成本、原材料成本等。
石英砾石碱溶蚀法研制高纯石英砂
2 试验研究流程与试验结果
288 2 . 1 选择性研磨
资
源
调
查
与
环
境
2006 年
石英砾石表面通常呈浅黄 ∀ 黄褐色, 砾石裂隙中充填铁质黏土。东海石英生产厂选用 其中部分砾石作为熔炼石英的原料, 其处理砾石表面杂质的方法是用盐酸和氢氟酸的混合 液进行浸泡 , 洗除表面的铁染物。此方法的缺点是大量的废酸排放造成环境污染。 石英砾石表面铁质污染物及裂隙中充填物的硬度远小于石英, 采用选择性磨矿可将其 剔除。试验中将砾石碎至 5 c m 以下 , 在直径 30~ 50 c m 的橡胶圆桶磨矿机中带水自磨 10~ 12 h, 筛除 1 . 5 cm 以下碎粒后 , 放到光选机上去除不透明和内部有暗黑斑点的碎块。分选 后的砾石碎块表面光洁, 稍有磨圆, 铁杂质含量大大降低 ( 表 3)。
第 27 卷
第 4期
刘闯等 : 石英砾石碱溶蚀法研制高纯石英砂
289
高不能作为电光源石英管原料 , 其经济价值也受到影响。该成果的推广应用不但解决电光 源石英管的石英砂材料来源, 也将极大的提高了东海县石英砾石资源潜在经济价值。同时 该方案主要以物理方法去杂提纯, 对环境的污染也降到最低 , 有利于可持续发展。
中国石英玻璃工业是上世纪 60 年发展起来的新材料工业。石英玻璃具有一系列优良 的物理化学性能 : 它能耐高温, 使用温度比普通玻璃高 800 , 高达 1 100~ 1 200 , 是透明 的耐火材料。它的热膨胀系数特别小 , 仅为 5 . 5 ! 10
- 7
/ , 相当于普通玻璃的二十分之一。
因为热膨胀系数小, 所以其热稳定性特别好, 3 mm 厚的石英管将其加热到 1 100 急速投人 冷水中也不会炸裂, 用它做电光源灯泡壳时, 表面温度高达 800 , 下雨、 下雪落到灯表面上 也不会炸裂。它具有极佳的透光性能 , 紫外线、 可见光、 红外线都有良好的透过率 , 所以可以 用它制造各种萦光灯、 强光照明灯和红外加热器。它的电绝缘性能特别好, 20 时电阻率为 10
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与其中铝、 铁等杂质分离而清除。
T ab le 1 The i m pur ity content of quar tz sand for electric qua rtz tube o f IOTA standard( ! 10- 6 )
Al Ge 0. 6 Fe 0 . 3 Mg 0 . 1 Ca 0 . 4 Mn < 0 . 08
注 : IOTA 为西方最大的石英原料制造商尤尼明公司 , 其注册商标为 I O TA.
东海县内石英砾石资源量巨大 ( 3 ! 10 分及化学成分较复杂的地质体。
-8
t), 一般呈层状分布 , 俗称 "石棚 ", 埋深 0 . 2~
3 . 5 m, 厚 2~ 3 m 不等 , 分布广 , 埋藏浅。只是不同品质的石英碎块混杂在一起, 形成矿物成
表 3 F e2 O3 含量选择性磨矿效果对比 ( ! 10- 2 ) T ab le 3 The F e2 O3 contents contrast be fo re and a fter se lected m illing
牛山 磨矿前 磨矿后 0. 100 0. 006 桃林 0 . 035 0 . 005 城头 0 . 108 0 . 006 横沟 0 . 184 0 . 007 石凉 0. 232 0. 007 白塔 0. 213 0. 006 安峰 0 . 090 0 . 004 石榴 0 . 070 0 . 004 石湖 0 . 110 0 . 005 洪庄 0 . 040 0 . 004 双店 0. 086 0. 006
2 . 2 浮选 石英硬度大 , 粉碎困难。东海企业在生产中利用石英晶型转换伴随体积剧烈变化的特 性 , 采取 900~ 950 煅烧后水淬的方法使其结构松散, 便于粉碎加工。经选择性磨矿分选 获得的砾石碎块煅烧水淬后 , 用对辊粉碎机粉碎后分级, 采用中性 MD 系列捕收剂进行浮 选 , 去除云母及铁质矿物。浮选后石英砂的纯度提高, 杂质降低 (表 4) 。
表 4 石英砂浮选结果对比 ( ! 10- 2 ) T able 4 T he resu lts contrast of quartz sand before and after floata tion
Si O2 浮选前 浮选后 99 . 74 99 . 89 1 A l2 O 3 0 . 12 0 . 005 Fe2 O 3 0 . 004 0 . 002 Si O2 99. 48 99. 86 2 A l2 O 3 0. 14 0. 006 Fe2 O 3 0 . 004 0 . 002 S iO2 99 . 50 99 . 87 3 A l2 O3 0. 13 0 . 006 Fe2 O3 0. 004 0. 002
资 2006 年
源
调
查
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环
境
第 27 卷
第 4期
RESOURCES SURVEY & ENV I RONM ENT
V o.l 27 N o . 4
文章编号 : 1671 4814 ( 2006) 04 286 04
石英砾石碱溶蚀法研制高纯石英砂
刘闯 , 邱永泉 , 杜建中 , 黄春雨
1 1 2 2
( 1 南京地质矿产研究所, 江苏南京 210016) ( 2 江苏省石英材料工程技术研究中心 , 江苏连云港 222314)
表 2 石英砾石 S i O2 和 Fe2 O3 含量 ( ! 10- 2 ) T ab le 2 The SiO2 and F e2 O3 co m pos ition o f quartz sand
牛山 Si O2 Fe2 O3 99 . 28 0. 100 桃林 99 . 12 0 . 035 城头 99 . 28 0 . 108 横沟 99. 34 0 . 184 石凉 98. 82 0. 232 白塔 97. 26 0. 213 安峰 99 . 74 0 . 090 石榴 99 . 48 0 . 070 石湖 99 . 00 0 . 110 洪庄 99. 50 0 . 040 双店 99. 06 0. 086
2 . 3 碱溶蚀 浮选后的石英砂中铝、 铁杂质仍高于电光源石英管用石英砂杂质含量要求。显微镜检 查发现石英砂边缘附着微粒白云母碎片。根据白云母可以被碱溶剂溶蚀的特征 , 采用氢氧 化钠溶液加温浸泡石英砂 , 使石英砂边缘的微粒白云母碎片与碱反应分解 ( 式 1)。反应的 生成物主要是微量的硅酸钠和铝酸钠
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第 4期
刘闯等 : 石英砾石碱溶蚀法研制高纯石英砂
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以上的高纯石英砂, 方可解天然水晶原料的急需。因此去除石英砂中杂质扩大石英材料资 源则成当务之急 , 是一个具有巨大社会效益和经济效益的课题。在江苏省科学技术厅的组 织下国土资源部南京地质矿产研究所和江苏省石英材料工程技术研究中心合作进行了专题 研究, 获得初步进展。 电光源玻璃管用原料石英砂质量要求严格 ( 表 1), 天然的石英砂往往很难符合要求。 因此去除石英砂中杂质提高石英砂的纯度则是开发利用的关键。尽管生产石英玻璃管用石 英砂的方法很多
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刘闯等 : 石英砾石碱溶蚀法研制高纯石英砂
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高不能作为电光源石英管原料 , 其经济价值也受到影响。该成果的推广应用不但解决电光 源石英管的石英砂材料来源, 也将极大的提高了东海县石英砾石资源潜在经济价值。同时 该方案主要以物理方法去杂提纯, 对环境的污染也降到最低 , 有利于可持续发展。
[ 1]
。国内现有近 50台电光源石英连熔炉 , 每年需 800 t一至三级天然水晶料。
因此寻求二级以上水晶代用品成为石英玻璃工业发展的当务之急。目前国内每年需 300 t
收稿日期 : 2006 07 28 第一作者简介: 刘闯 ( 1951 ~ ), 男 , 教授级高级工程师 , 从事地质矿产研究和勘查开发工作。
[ 2]
, 但效果不太理想。本课题研究成果的技术关键是用碱溶蚀法, 使石英
表1 I OTA 标准电光源石英管用石英砂杂质含量 ( ! 10- 6 )
Na . 0 .9 Ni < 0 . 05 K 0. 7 P 0. 2 Ti 1. 4 Sr <0 . 3 Li 0 . 7 B < 0 . 08 Co < 0 . 0005 V < 0 . 02 Cr < 0. 05 Zn < 0. 05 Cu < 0. 05 Zr 0. 4
[ 3~ 4]
。再用硫酸溶液浸洗石英砂 , 使硫酸和硅酸钠、 铝
酸钠反应生成可溶于水的硫酸盐 (式 2 、 3) , 同时铁、 铜等金属元素也和硫酸反应生成可溶于 水的硫酸盐而被纯净水洗除 (表 5) 。其化学反应过程如下 : K { A l2 [ A lS i3 O10] ( OH ) 2 } + 9N aOH # KOH + 3N a2 S i O3 + 3NaA lO2 + 5H 2 O N a2 S i O3 + H 2 SO 4 # NaSO 4 + S i O2 + H 2 O 2N aA lO2 + 4 H 2 SO 4 # NaSO4 + A l2 ( SO 4 ) 3 + 4 H 2O ( 1) ( 2) ( 3)
摘要 : 本文研究了石英砾石中铝、 铁等杂质 分布特征 , 讨论了选 择性研磨、 碱溶蚀等 方法对 石英砾石中铝等杂质的分离清除作用 , 提高了石 英砂的品 质 , 使得东 海丰富的 石英砾石 可应用 于电光源石英玻璃管的生产。 关键词 : 石英 ; ; 电光源 ; 碱溶蚀 ; 浮选; 江苏 中图分类号 : TD 873 . 3 文献标识码 : A
18
cm, 350 时为 7 ! 10
- 6
8
cm, 绝缘强度 20 时为 250 kV / c m。它的电真空性能也 很
好 , 真空度可达 10 帕。它的化学稳定性很好 , 除氢氟酸外, 盐酸、 硫酸、 硝酸及王水对它几 乎没有腐蚀作用。因为优良性能, 所以被广泛应用于半导体单晶硅制造 , 照明用新型电光源 制造, 集成电路制造, 光通信的光纤制造 , 钢铁工业的连铸新技术 , 化学工业的提纯耐酸材 料 , 家电的红外加热器制造、 紫外杀菌灯制造以及各工业部门的热工材料和电工材料。 石英玻璃工作者研究成功了连熔炉制造石英管, 质量大大提高, 价格成倍下降、 促进了 电光源工业的发展, 为此在连云港地区东海县组建了 20 多个连熔拉管厂。 1993 年连熔管 每 kg 110 元, 到 2005 年已降到每 kg 18~ 20 元, 比国外石英玻璃低数倍。东海地区优质硅 石是目前生产石英玻璃的主要原料来源, 但是生产金卤灯用低羟基原料较少 , 而且不稳定 , 原料纯度低
2 试验研究流程与试验结果
288 2 . 1 选择性研磨
资
源
调
查
与
环
境
2006 年
石英砾石表面通常呈浅黄 ∀ 黄褐色, 砾石裂隙中充填铁质黏土。东海石英生产厂选用 其中部分砾石作为熔炼石英的原料, 其处理砾石表面杂质的方法是用盐酸和氢氟酸的混合 液进行浸泡 , 洗除表面的铁染物。此方法的缺点是大量的废酸排放造成环境污染。 石英砾石表面铁质污染物及裂隙中充填物的硬度远小于石英, 采用选择性磨矿可将其 剔除。试验中将砾石碎至 5 c m 以下 , 在直径 30~ 50 c m 的橡胶圆桶磨矿机中带水自磨 10~ 12 h, 筛除 1 . 5 cm 以下碎粒后 , 放到光选机上去除不透明和内部有暗黑斑点的碎块。分选 后的砾石碎块表面光洁, 稍有磨圆, 铁杂质含量大大降低 ( 表 3)。
3 结果与讨论
石英砾石原料 ( S i O 2含量 97 . 26 % ~ 99 . 74 % ) 经选择性磨矿、 光选、 浮选和碱溶蚀四道 工序处理后 S i O 2含量大于 99 . 99 % , 其杂质含量均远低于电光源石英管用石英砂杂质含量 应用标准 (参见表 1 和表 5) , 达到了实验研究的目的。东海县石英砾石资源丰富, 因质量不