高純石英砂是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及到光纖、軍事、航天工業(yè)等。這些領(lǐng)域?qū)?a href="http://m.lntj.com.cn/" target="_blank">石英砂原料的純度要求很嚴(yán)苛，要求石英砂中雜質(zhì)含量非常低，特別是對(duì)Fe、Al等雜質(zhì)含量要求很高。因此，石英砂純化技術(shù)關(guān)乎我國(guó)高新技術(shù)領(lǐng)域的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

目前，高純石英砂提純技術(shù)被美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家壟斷，并限制提純技術(shù)和產(chǎn)品對(duì)外出口，因此掌握高純石英提純技術(shù)意義重大。那么，石英砂的白度和純度要如何提高呢？波濤石英砂廠家總結(jié)如下。

石英砂中礦物雜質(zhì)通常以非石英礦物的形式存在，如長(zhǎng)石、云母、石榴石、鋯石、鈦鐵礦和許多其它礦物。這些雜質(zhì)的存在方式主要有以下幾種：

1、作為松散的伴生礦物，未與石英晶體發(fā)生化學(xué)結(jié)合；

2、作為礦物碎片，在其表面化學(xué)和物理上與石英晶體結(jié)合，這類雜質(zhì)主要為含鐵礦物和含鋁礦物；

3、被石英顆粒包裹或被相互結(jié)合的石英晶體包圍的礦物；

4、作為間隙離子取代硅，這些雜質(zhì)主要有：Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、B³⁺、Ti⁴⁺、Ge⁴⁺、P⁵⁺等，這些離子取代Si⁴⁺，形成共價(jià)鍵。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，通常會(huì)伴隨著Li¹⁺、K¹⁺、Na¹⁺和H¹⁺等元素的摻雜以保持SiO₂晶格的電中性。Al元素是石英礦中主要雜質(zhì)元素之一，且Al³⁺和Si⁴⁺半徑相近，易替代Si⁴⁺，其含量通常高達(dá)數(shù)千ppm，因此Al含量是石英礦質(zhì)量的重要指標(biāo)。

目前，將石英砂加工成高純度石英砂的重要過程是除鐵提純。分兩個(gè)步驟：初步純化和精細(xì)純化。

一、初步純化

首先，對(duì)石英原礦進(jìn)行大致去除雜質(zhì)，將異物大致清理一下，這個(gè)流程也叫做粗選，所以只是粗略的篩選一下；然后進(jìn)入破碎階段，在對(duì)石英砂進(jìn)行破碎時(shí)要控制石英砂顆粒為1-20mm大小，這個(gè)需要使用破碎機(jī)進(jìn)行破碎；接下來將已經(jīng)破碎好了的石英砂在高溫下煅燒后放在冷水中快速冷卻，這一步主要的作用是去除石英砂內(nèi)部汽泡、水紋和包裹在上面的一些雜質(zhì)，使礦物裂開，稱為水碎；然后，通過濕磨和干磨把石英砂進(jìn)行超細(xì)磨碎，再對(duì)石英砂進(jìn)行磁選（這一步要在磁場(chǎng)強(qiáng)度非常高的環(huán)境中進(jìn)行）。磁選的目的是把石英砂里面一些含鐵的物質(zhì)以及弱磁性物質(zhì)給篩選出來，以得到比較純凈的石英砂。

石英砂的初步純化大致制作過程就是這些，每個(gè)階段都要謹(jǐn)慎，不能省略，否則將不能達(dá)到理想的效果。

二、精細(xì)純化

通常，經(jīng)過初步提純，石英砂中的SiO₂含量可達(dá)到99.3%-99.9%。為了獲得更高的純度，需要對(duì)其進(jìn)行精細(xì)純化。

1、微生物浸出

是指利用微生物浸除石英砂顆粒表面的薄膜鐵或浸染鐵，這是發(fā)展起來的一種除鐵技術(shù)，F(xiàn)e₂O₃的去除率超過75％。

2、酸浸

酸浸是利用石英不溶于酸(HF酸除外)，而其它雜質(zhì)礦物能被酸液溶解的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)石英的進(jìn)一步提純。

酸浸是制備高純度石英砂富有成果的過程。它具有洗滌，浮選，磁選等功效，可以有效去除石英砂顆?；蜩偳段镄问降蔫偳段锉砻?，顆粒中雜質(zhì)是重要的高純度石英加工工具。酸度，時(shí)間，溫度，酸洗，工藝設(shè)備等是影響酸洗效果的主要因素。

由于石英砂不溶于酸的特性，決定了超聲波酸浸是石英砂生產(chǎn)中提高純度、白度的重要步驟。酸洗可以有效的去除石英砂中所含的Fe2O3和鋁離子等，并且酸能腐蝕掉石英石表層的黃色雜質(zhì)。工業(yè)生產(chǎn)中通常使用草酸來對(duì)石英砂進(jìn)行酸洗除雜，草酸是一種有機(jī)弱酸，大部分來源于植物代謝，產(chǎn)量大所以成本低。

在酸洗過程中，超聲波的頻率和功率、草酸濃度、石英砂的粒度、清洗時(shí)間、清洗溫度、攪拌器轉(zhuǎn)速等參數(shù)對(duì)石英砂的粒度和白度都會(huì)產(chǎn)生影響。波濤石英砂廠家經(jīng)過多次試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，超聲波的頻率和草酸濃度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響較大，而經(jīng)過超聲波處理和酸洗提純后，能有效的去除了石英砂中鐵和鋁的含量，石英砂樣品白度也有了明顯的提高，并且沒有破壞石英砂的內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)。

三、總結(jié)

白度和純度是決定石英砂品質(zhì)的重要指標(biāo)，影響石英砂純度和白度的先決因素是石英砂原礦石英石中所含的雜質(zhì)（即三氧化二鐵和一些其他雜質(zhì)）。石英砂是一種化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的硅酸鹽礦物質(zhì)，它的主要成分是二氧化硅，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，抗腐蝕，所以被廣泛應(yīng)用于工業(yè)及制造業(yè)。