摘要：隨著電子工業(yè)和高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)高純度的石英砂用量日益增加，如何充分利用國內(nèi)資源，減少外匯支出。我國自1989年開始。作提純石英砂的方法研究。于1993年建成3000t/a生產(chǎn)廠，1995年再擴(kuò)建1600t/a的生產(chǎn)規(guī)模，至今能生產(chǎn)不同規(guī)格的石英砂供市場(chǎng)需要。

石英玻璃在現(xiàn)代科技的發(fā)展中很重要，是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料。它在建筑、化工、照明、源子能、無線電電子學(xué)、半導(dǎo)體技術(shù)、儀器制造、航天航空、高頻率技術(shù)、有色冶金以及國防諸方面均獲得廣泛應(yīng)用。據(jù)國內(nèi)外資料預(yù)測(cè)，石英及其制品在未來十年中將成為國際市場(chǎng)暢銷產(chǎn)品，需求量將持續(xù)增長。我國“九五”期間及未來十年中也將發(fā)展電子產(chǎn)業(yè)。但是，隨著世界范圍內(nèi)水晶資源的日益枯竭，盡快尋求水晶代用原料，目前已成為石英駛璃發(fā)展的突出問題。解決水晶代用原料有三種途徑：(1)人造水晶；(2)用溶膠一凝膠法及四氯化硅氣相沉積法等人工合成石英玻璃；(3)用天然硅石經(jīng)加工提純后代替水晶。

上述前二種方法由于能耗大、成本高，故在我國今后大規(guī)模生產(chǎn)困難較大。用硅石代替水晶，即高純石英砂生產(chǎn)技術(shù)是發(fā)展石英玻璃的有效途徑。高純石英砂工藝技術(shù)屬高新技術(shù)領(lǐng)域，目前美國處于世界較先進(jìn)水平。其特點(diǎn)是工業(yè)化產(chǎn)量大、裝備自動(dòng)化程度高。從1972年開始工業(yè)化生產(chǎn)，至今已發(fā)展到第六代產(chǎn)品，其第六代產(chǎn)品雜質(zhì)總含量小于8ppm，透明度達(dá)光學(xué)級(jí)。

我園許多學(xué)者和工程師對(duì)石英提純加工進(jìn)行了長期研究，并取得了很大進(jìn)展。下面，波濤石英砂廠家來闡述一下較高純石英砂的深加工生產(chǎn)。

1 脈石英加工

石英原生脈礦首先進(jìn)行人工手選，以手選工人具備的識(shí)別石英的優(yōu)劣知識(shí)，分別將礦石分選成優(yōu)良和乳白普通石英兩種加工原料，分別加工，生產(chǎn)出不同質(zhì)量、規(guī)格的較高純石英砂和酸洗高純石英砂兩種石英砂產(chǎn)品，滿足用戶要求。

手選后的石英原礦，用領(lǐng)式和圓輥式破碎機(jī)進(jìn)行破碎加工。若是需要進(jìn)一步提純的原料，顎式破碎后還番再進(jìn)行人工手選。若是不需進(jìn)一步加工提純時(shí)，原料可直接進(jìn)礫磨機(jī)進(jìn)行膊碎，再進(jìn)行篩分分級(jí)，可獲得：6-8、8-12、12-24至70~140、200、325目等11種不同粒級(jí)的石英砂產(chǎn)品，直接供市場(chǎng)需求。這些產(chǎn)品屬精制石英砂，其中含SiO₂為99.8%和99.6%兩種精制石英砂產(chǎn)品。

2 石英砂巖加工

礦石原礦進(jìn)廠后，不需人工手選，可直接進(jìn)行加工加工程序同脈石英的加工過程，亦可生產(chǎn)出11種不同粒級(jí)的產(chǎn)品，各產(chǎn)品含SiO₂為96~98%，稱之為普通石英砂產(chǎn)品?？芍苯愉N售給鑄造、化工、玻璃、陶瓷、酎火材料等用戶。

上述加工的各種產(chǎn)品都設(shè)有除鐵裝量，每個(gè)粒級(jí)的產(chǎn)品在包裝前均通過磁場(chǎng),，只能除去混入的自然鐵和強(qiáng)磁性礦物,，使產(chǎn)品含鐵均小于0.05%以下。

3 石英砂提純工藝

前面已提到過脈石英礦進(jìn)行粗加工過程，原礦進(jìn)廠后先進(jìn)行人工手選，分選出優(yōu)良石英礦和乳白石英礦兩種產(chǎn)品，優(yōu)良石英礦作為加工較高純石英砂的原料，乳白石英礦作為普通高純石英砂的原料，分別進(jìn)行不同的提純加工。

3.1 較高純石英砂加工

作為較高純石英砂的加工原料，在破碎和分級(jí)后，再進(jìn)行一次人工手選，挑出帶小氣泡幕，乳白色晶帶、異類雜質(zhì)、色斑及礦渣溶的石英塊等，剩余的石英再進(jìn)行磨碎、分級(jí)分出40~70目、70~140目兩種粒級(jí)作為加工較高純石英砂的原料。

對(duì)加工原料首先進(jìn)行強(qiáng)磁選，脫除含鐵物料，再進(jìn)行浮選，脫除長石等重礦物雜質(zhì)，后用化學(xué)處理的方法清除硅砂表面和裂隙中的污染物，即獲得較高純石英砂產(chǎn)品。

(1)磁選作業(yè)，采用磁場(chǎng)強(qiáng)度為12000奧斯特的強(qiáng)磁場(chǎng)磁選機(jī)，使產(chǎn)品中含F(xiàn)e₂O₃小于2ppm。

(2)浮選作業(yè)，是在酸性介質(zhì)中添加氫氟酸、胺類捕收劑、燃料油和松油進(jìn)行浮選，浮出長石等重礦物作為泡沫分離，其尾礦即為石英砂精礦。

(3)化學(xué)處理作業(yè)，作為石英玻璃生產(chǎn)主要原料的石英砂中，有害的雜質(zhì)是各種含鐵物質(zhì)，其中包括含鐵粘土、黑云母、磁鐵礦、赤鐵礦、禍鐵礦、針鐵礦、鈦鐵礦及石英顆粒表面氧化鐵薄膜等。采用常規(guī)選礦方法，雖然可除去絕大部分單體含鐵礦物，但對(duì)石英砂粒表面氧化鐵薄膜及裂隙內(nèi)的鐵染雜質(zhì)，則難以除去。對(duì)于一些光學(xué)玻璃、儀器玻璃及某些特殊玻璃，有時(shí)要求所用石英砂中SiO₂含量達(dá)99.9%甚至99.99%，含鐵量要低于0.01%，甚至要求要低于幾個(gè)ppm的含量，這就需要用酸浸法來進(jìn)行處理。

3.2 普通高純石英砂加工

該產(chǎn)品加工原料為人工手選出的另一種脈石英礦石。經(jīng)與相同粗加工的程序加工后，取40~70目、70-140目兩種粒級(jí)的石英砂來進(jìn)行加工。

用化學(xué)處理后的廢酸液，在空氣攪拌槽內(nèi)加溫（85℃以上）進(jìn)行酸洗處理，即可獲得普通高純石英砂產(chǎn)品，產(chǎn)品含SiO₂為99.96%以上，含F(xiàn)e₂O₃小于5ppm以下。

酸洗后的廢酸溶液進(jìn)中和塔處理，達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)后方可排放。

該生產(chǎn)工藝所獲得的較高純石英砂產(chǎn)品，其規(guī)格質(zhì)量均達(dá)到相當(dāng)于國內(nèi)四級(jí)水晶粉料標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，代替四級(jí)水晶做透明石英玻璃，緩解水晶原料緊張之急。普通高純石英砂產(chǎn)品，主要用于硅酸鉀生產(chǎn)，電視機(jī)顯像管玻殼和大型集成電路填料等工業(yè)。