今天是2022年4月26日 星期二,欢迎光临本站 凤阳县东升石英砂有限公司 网址: www.slavideofactory.com

石英砂动态

东升石英砂化学方法分析总结

文字:[大][中][小] 2017-7-11    浏览次数:3097    
高纯二氧化硅是一类极为重要的光电子材料,广泛应用于半导体、光纤通讯、激光和航天等高技术领域。随着这些领域的迅速发展,对高纯二氧化硅中杂质含量的要求更为严格,对高纯二氧化硅的需求量亦日益增加。目前我国所需的高纯二氧化硅大部分依赖进口。
  因此,凤阳东升石英砂厂采用石英砂提纯技术,获得高纯二氧化硅,是满足我国高技术领域对高纯硅需求的有效途径,对促进我国国民经济发展具有重要的意义。目前提纯石英砂的主要方法可以分为物理方法和化学方法两种。
  石英砂化学方法主要是酸浸法和络合法,酸浸法是利用石英不溶于酸(HF除外),其他杂质矿物能被酸液溶解的特点,从而可以实现对石英的进一步提纯。络合法是利用石英粉在经过酸浸后,酸又能与溶液中的杂质离子形成配位化合物,使溶液中的杂质离子进一步去除。
  酸浸法又分为单酸浸法和混合酸浸法。酸浸法常用酸类有硫酸、盐酸、硝酸和氢氟酸。络合法常用的酸类主要是草酸和醋酸。上述酸类对石英中金属杂质矿物均有较好的去除效果。各种稀酸对Fe和Al的去除效果明显,而对Ti和Cr的去除则主要利用较浓的硫酸、王水和氢氟酸处理。影响酸处理效果的主要因素是酸浓度、温度、时间以及洗涤过程等。
  1、单酸浸法
  将一定量的石英砂置于一定浓度的酸溶液中,加热到一定温度,加热适当的时间,将酸溶液回收,石英砂经洗涤、干燥即可。四川某地的含粉砂粘土质硅藻土,用硫酸作为酸浸剂,通过对温度、硫酸浓度及液固比的研究,得出当温庋为90℃,硫酸浓度为40%,液固比为10∶1时,硅藻土中铁的浸出率最佳,Fe2O3的含量由3%-4%低到0.86%,Al2O3含量也由9.55%降低到7.08%,硅藻土中SiO2的含量升高到80%上。在对石英的酸浸提纯实验研究中,通过对氢氟酸的酸浸温度、浓度、时间的研究,结果表明:当脉石英原料粉在温度为120℃、HF与水的比例为0.4~0.5溶液中酸浸0.5~6h,其纯度可达到中高档石英玻璃的标准。
  2、混合酸浸法
  由于每一种酸对石英砂中杂质的去除效果不同,不同的酸混合在一起,产生协同效应,使石英砂中杂质的去除率更高,可以获得纯度更高的石英砂。
  将水洗后的石英砂加入到混合酸液中,在常温下,间隙搅拌浸出,一般时间为24h;若在加热的条件下,采用搅拌浸出,时问一般为2~6h,洗涤干燥即可。利用在室温下,18%盐酸与硅微粉1.5∶1的液固比,接着再用25%硫酸,硫酸与硅微粉的液固比为2∶1进行第二次酸浸,所用的酸浸时间均为12h,经两次酸浸纯化处理后的硅微粉中铁含量<60μg/g,将洗选过的石英砂按20%~80%固体质量分数配成浆料放入装有机械搅拌器的容器中,然后加入盐酸溶液(1%~10%)和氟硅酸溶液(1%~10%),将石英砂和溶液在75~100℃温度下搅拌2~3h,然后除去料浆中的溶液,再用水清洗数次、直至清洗液ph值接近中性为止。用此法处理,可使石英砂的铁含量由0.0059%低至0.0002%--0.005%。所用的混合酸比例为硫酸∶盐酸∶硝酸∶氢氟酸=50%∶25%∶15%∶10%,加热到80℃,浸出矿浆的浓度为50%~55%,其二氧化硅的含量和铁杂质的含量达到高纯石英砂的标准(SiO2≥99.98%,Fe2O3≤0.001%)。
  3、络合法
  络合法是将一种中等强度的有机酸,与石英砂表面的杂质发生反应,且还能与反应后的杂质离子形成稳定的配位化合物,降低了杂质离子在颗粒表面的浓度,同时也防止离子在洗涤过程中产生沉淀,使石英砂中杂质含量进一步降低。Panias等将平均粒径2μm含铁量为110X10-6的石英砂,称取一定量置于草酸溶液中,在加热至80℃下,处理时间为3h,可以溶解含铁矿物,在酸性溶液中只能以Fe3+形式存在,Fe3+再与草酸形成稳定的螯合物,其除铁率在80%~100%之间,经过处理后,石英砂中含铁量低于10X10-6。河南省巩义市的石英砂经过草酸处理后,样品中Si02含量由98.26%高到99.81%,AL2O3的含量由0.18%降低到0.15%,Fe2O3含量降低到0.10%。
  以上所用的酸均可用蒸发、凝结或其他方法达到再生、重复使用的目的。当SiO2纯度要求很高时,清洗酸液的水必须是蒸馏水或去离子水,以免自来水中所含的铁等杂质对高纯SiO2造成污染。
  4、其他方法
  SiO2的应用十分广泛,不同的应用,对其纯度要求也不同,因此,有时也采用一些其他的提纯方法作进一步的提纯,如电选法是利用石英与杂质矿物在电性上微小的差别,选出微量的金属杂质矿物;热爆裂法是将二氧化硅加热到一定的温度后矿物中的包裹体发生爆裂,使包裹体中的杂质得以去除。热氯化法可除去石英气泡相中杂质矿物及金属包裹体等。
  在石英砂提纯的整个工艺过程中,都有不可替代的作用。在实际应用中,往往是先用物理方法作预处理,如水洗和分级脱泥、擦洗、磁选、浮选和超声波法,除去大部分的杂质,再进行化学方法即酸浸法和络合法,进一步除去石英砂中的微量杂质。但是化学方法所使用的酸液对环境有着严重的污染,这就需要我们寻求一种新的、无污染的提纯方法。
  凤阳东升石英砂厂结合化学、物理、机械化学,电磁(波)化学等专业知识,研究高纯石英砂的提纯技术是今后重要的发展方向。随着经济的发展,石英砂的选矿提纯具有很重要的经济效益和社会效益。尤其是随着微电子、光电等行业的发展,高纯石英砂的优良性能是其他粉末无法替代的,市场前景极为广阔。
返回上一步
打印此页
[向上]
在线客服
咨询电话:
13395506699

请扫描二维码
打开手机站

国产精品一区二区