熔融石英主要通过加工提纯石英矿等原料得到优质硅石原料(Si02>99%),再在电弧炉或电阻炉内熔融(熔融温度约为1695-1720℃)冷却后提纯得到。对石英原料进行预处理的目的在于提高Si02的含量,同时将Fe、Al、Ti等有害杂质含量降至一定范围,并尽可能避免在提纯过程中引入二次污染[1]。石英砂的提纯处理工艺流程很多,选择具体流程主要考虑主要杂质的种类、含量、赋存状态以及目标产品的质量要求等。84185
选矿工艺中比较基础的是破碎—擦洗—分级(脱泥)。如四川江津石英砂岩矿[7]就采用擦洗—分级、脱泥的工艺去除-0。1mm细泥和铁质,使得Si02从85。40%提高至97。40%, Fe2O3由0。63%降到0。165%。此工艺作为石英砂岩入选前的预处理工艺,能对偏泥质性杂质矿石进行有效脱除。另外,若选用加药高效强力擦洗工艺处理原料,能够在去除杂质铁和铝方面表现更佳。
磁选对于去除砂石中铁等磁性杂质效果明显。某地湖相沉积硅砂在经擦洗脱泥后,砂中含Fe2O3为0。36%,而再利用SHP-500型湿式强磁机对其进行湿磁选提纯,可以获得Fe2O3含量小于0。1%的磁选精砂,效果十分明显。论文网
酸浸工艺对以斑点或包裹体形式存在于石英砂料表面的杂质处理效果明显,能够通过使用不同的酸和配比来达到对Fe、Al、Ti、Cr等的含量要求。汪洋等[6]对湛江科华公司生产的石英砂采用筛分分级-干式磁选-加药强力擦洗-酸浸的选矿工艺后获得满意的精砂产品,所得-0。25mm粒级精砂质量指标为:SiO2≥99。4%,Fe2O3≤0。052%,Al2O3≤0。048%,石英砂提纯达到硅微粉的要求。刘理根等[8]以湖北某地硅石为对象,采用磁选-浮选-酸浸处理工艺,脱除其伴生的杂质,使石英砂的SiO2含量达到99。99%,Fe降至1。44ppm,满足超高纯石英产品对原料的质量要求。
其他比较新型的方法[9]有高温真空处理、氯化处理、超导选、超声波处理、精馏提纯等。这些方法大多仍在实验研究阶段或者针对质量要求极高的产品进行处理,较少在普通生产中使用。
此外,对已有生产流程的优化调整能有效减小二次污染。包申旭等[10]以江西上饶某地的脉石英矿为原料展开研究,其提纯试验表明在对石英原矿进行提纯前可先将其超细粉碎,经后续提纯处理后便可获得超细高纯石英产品,由此避免了后期产品在超细粉碎中的二次污染,同时也简化了工艺流程、提高了整体提纯效率