石英中杂质矿物赋存状态及纯化研究

利用光学显微镜、电子探针、电感耦合等离子发射光谱等测试手段,对江苏某公司块状石英进行了杂质矿物赋存状态及分离纯化研究。结果表明:赋存于石英中杂质元素主要为Al、Na、Ca、Fe、Li、K、Ti;杂质矿物多为原生矿物包裹体,且主要以小于20μm的岩盐和小于120μm的白云母形式赋存于石英晶体界面间。其中Na主要以岩盐形式存在;元素F、Mg、K、Ti、Mn、Fe、Al主要赋存在白云母中,尚有一部分元素Al以类质同象形式取代石英晶格中的元素Si;元素Ca和部分S以氧化物的形式存在;Ba和另一部分S赋存在重晶石中;Cu、Zn共生形成氧化矿。经焙烧,水淬,碱浸出和混合酸浸出,可分离纯化制备出99.991wt%的高纯石英。     

混合酸浸出制备高纯石英工艺及机理研究

以湖北某地脉石英矿为原料,采用高梯度强磁选、混合酸浸出工艺进行提纯,利用光学显微镜、EPMA和ICP进行表征。显示脉石英原矿中广泛性赋存微细粒钾长石、钠长石、云母,铁质氧化物及流体包裹体,主要杂质元素为Fe、Al、Ca、Mg、K、Na、Li、Mn。热力学分析表明混合酸浸出体系下混合酸浸出剂能优先与杂质矿物自发反应且其反应速率远大于混合酸浸出剂与脉石英的反应速率,混合酸浸出工艺能有效去除填隙在石英晶格中的杂质金属元素,杂质元素总量降低至40.71μg/g,总去除率达到91.11%,SiO2含量达到99.993%。     

混合酸热压浸出纯化脉石英及机理

采用混合酸热压浸出方法制备高纯石英。研究了HF、HCl、HNO3浓度、液固比、反应时间、反应温度对热压浸出纯化脉石英的影响。结果表明:在优化的技术条件下,脉石英中杂质金属元素Fe、Al、Ca、Mg、K、Na去除率分别可达67.04%、96.96%、84.97%、73.18%、76.25%及58.97%。热压浸出过程中,混合酸溶液不仅能与石英晶体表面杂质矿物反应,还能沿缝隙扩散进入石英晶体界面或晶体内部,部分填隙式金属原子溶出导致石英晶体中硅氧四面体排列由规则向不规则过渡,即晶格发生畸变,增加了石英晶格中金属原子溶出的几率,有利于石英纯化。     

我国高纯石英制备技术现状

高纯石英是制备光导纤维、石英坩埚、大口径石英管、单晶和多晶硅的重要原料,并在光纤通信、光伏、功能陶瓷、电子、航空航天等高新技术产业中具有不可取代地位。本文阐述了高纯石英的基本特性,对国内高纯石英制备技术现状进行概述,并对我国高纯石英制备工艺的发展方向提出科学的建议。