制备高纯石英砂，为什么这么难？告诉你提纯方法！

　　制备高纯石英砂，为什么这么难？

　　石英砂大家都不陌生，它是无色、透明的石英的变种，来源于各种岩浆岩，沉积岩和变质岩，是重要的工业矿物原料，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及防火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料，滤料等工业。但随着国民经济和科学技术的飞速发展，石英砂的应用已开始涉入高新技术产业领域，是现代科学技术的重要新型功能材料。

　　高纯石英砂是SiO2含量高于99.9%的石英砂，为白色粉末，无异色，杂质含量很低。它具有高的耐温性，极好的化学特性，优良的电绝缘性和透光性等，被广泛应用于高端电光源、大规模及超大规模集成电路、太阳能电池、光纤、激光、航天、军工等领域。

　　由于生产原料的特殊性和技术保密等原因，目前，全球能批量化生产高纯石英砂的企业极少，主要被尤尼明、挪威TQC和石英股份等企业垄断。

　　1、要制备高纯石英砂，要精选原料

　　世界上只有少数几种原矿可以生产高纯度的石英砂用于高科技工业。这种原矿资源储量较少，由于开采力度加大，已经逐渐枯竭。

　　比较适合提纯的石英原料是一、二级天然水晶，纯度高、杂质含量低、包裹体少，但大量的工业化生产，很难保证矿物组织的均匀性和内在品质化学含量的一致性，我国水晶储量少，且分布不均匀，很难满足工业需求。

　　其次是天然岩石矿物，如石英岩、石英砂岩和脉石英是我国生产高纯石英砂的主要原材料，原料储量丰富。但提纯要求极高，目前被美国、日本、德国等垄断，并限制提纯技术和产品对外出口。

　　石英砂中矿物杂质通常以非石英矿物的形式存在，如长石、云母、石榴石、锆石、钛铁矿和许多其它矿物。这些杂质的存在方式主要有以下几种：

　　1）作为松散的伴生矿物，未与石英晶体发生化学结合；

　　2）作为矿物碎片，在其表面化学和物理上与石英晶体结合，这类杂质主要为含铁矿物和含铝矿物；

　　3）被石英颗粒包裹或被相互结合的石英晶体包围的矿物；

　　4）作为间隙离子取代硅，这些杂质主要有：Al3＋、Fe2＋、Fe3＋、B3＋、Ti4＋、Ge4＋、P5＋等，这些离子取代Si4＋，形成共价键。当这种情况发生时，通常会伴随着Li＋、K＋、Na＋和H＋等元素的掺杂以保持SiO2晶格的电中性。Al元素是石英矿中主要杂质元素之一，且Al3＋和Si4＋半径相近，易替代Si4＋，其含量通常高达数千ppm，因此Al含量是石英矿质量的重要指标。

　　石英砂的提纯方法

　　石英砂的提纯办法：工业上的石英砂原料档次越来越低，为满足工业上的需求，能够通过选矿工艺进步其档次。主要有以下一些提纯办法:

　　1、擦拭脱泥。石英砂原材

　　擦拭是指借助机械力和砂粒间的磨剥力来除掉石英砂表面的薄膜铁、粘结及泥性杂质矿藏和进一步擦碎未成单体的矿藏集合体，再经分级作业到达进一步提纯石英砂的作用。现今主要有棒磨擦拭和机械擦拭。影响擦拭作用的主要因素为擦拭机的结构特色及装备形式;非必须因素为擦拭时刻、擦拭浓度(擦拭浓度一般以50%-60%为宜)。主要有机械擦拭、棒磨擦拭和加药高效强力擦拭和超声波擦拭等办法。

　　2、磁选。

　　磁选主要用于除掉石英砂中的磁性矿藏，如能够通过强磁性机除掉赤铁矿、褐铁矿、黑云母等弱磁性矿藏，而强磁性矿藏如磁铁矿则能够通过弱磁选机除掉。

　　3、浮选。

　　浮选用于除掉石英砂中的长石、云母等一些磁选无法除掉的杂质，进一步进步其纯度。

　　4、酸浸。

　　酸浸是利用石英不溶于酸(HF酸除外)，而其它杂质矿藏能被酸液溶解的特色，能够实现对石英的进一步提纯。

　　5、微生物浸出。

　　是指利用微生物浸除石英砂颗粒表面的薄膜铁或浸染铁，这是新近发展起来的一种除铁技术。