石(shi)英的(de)(de)加工(gong)(gong)和提純技術是(shi)隨(sui)著(zhu)現代工(gong)(gong)業的(de)(de)需要而(er)發展起來(lai)的(de)(de)，加工(gong)(gong)與提純可以(yi)給其帶來(lai)非常高(gao)的(de)(de)附加價(jia)值。

　　當今社會對于石英的提純(chun)技術有(you)著精礦質量好、提純(chun)速度快，還(huan)要具有(you)較好的環保性及經濟效(xiao)益的更高要求，石英提純(chun)與加工技術對于國(guo)家長遠發展與新材料、新能源戰略具有(you)重大意義。

　　1、磁選工藝

　　磁選提純法是一種通過磁場的(de)作用除去石英(ying)礦中具有(you)磁性雜質(zhi)(zhi)的(de)提純工藝(yi)，不僅(jin)可以除去石英(ying)中具有(you)磁性的(de)雜質(zhi)(zhi)，還可以將(jiang)帶有(you)磁性雜質(zhi)(zhi)的(de)包裹體除去。

　　由于石英是非(fei)磁(ci)(ci)性物質，不能被磁(ci)(ci)場所(suo)磁(ci)(ci)化，而石英礦(kuang)中的(de)磁(ci)(ci)性雜(za)質是可(ke)以被磁(ci)(ci)場磁(ci)(ci)化的(de)。利用這(zhe)一性質上的(de)差(cha)異，在磁(ci)(ci)場中可(ke)以使兩者分離。

　　在石英提(ti)純工藝中，磁(ci)(ci)選(xuan)法(fa)對于除去(qu)磁(ci)(ci)性(xing)雜質是非常(chang)簡單(dan)且(qie)有(you)效的。按(an)照磁(ci)(ci)性(xing)強弱可將磁(ci)(ci)選(xuan)分(fen)為強磁(ci)(ci)磁(ci)(ci)選(xuan)和弱磁(ci)(ci)磁(ci)(ci)選(xuan)，弱磁(ci)(ci)場的磁(ci)(ci)選(xuan)可除去(qu)磁(ci)(ci)性(xing)較強的雜質礦(kuang)物，如磁(ci)(ci)鐵礦(kuang);強磁(ci)(ci)場用來磁(ci)(ci)選(xuan)磁(ci)(ci)性(xing)較弱的雜質礦(kuang)物，如赤鐵礦(kuang)、鈦鐵礦(kuang)、石榴(liu)子石等。

　　2、浮選工藝

　　浮選提純法是利用(yong)石(shi)(shi)英(ying)礦(kuang)(kuang)物和(he)雜(za)質(zhi)(主(zhu)要是長石(shi)(shi)類(lei)硅酸鹽礦(kuang)(kuang)物)的(de)(de)晶體結構和(he)表面(mian)性(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)不同，通(tong)過(guo)各種捕收劑(ji)(ji)或表面(mian)活化劑(ji)(ji)來調節(jie)石(shi)(shi)英(ying)與雜(za)質(zhi)礦(kuang)(kuang)物的(de)(de)表面(mian)特性(xing)(xing)，使(shi)得雜(za)質(zhi)與石(shi)(shi)英(ying)分離的(de)(de)提純工藝。

　　按照(zhao)選(xuan)擇捕(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)收(shou)(shou)劑(ji)(ji)(ji)的(de)不同，大體(ti)上有(you)三(san)種分類(lei)：一種是陽(yang)(yang)離子捕(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)收(shou)(shou)劑(ji)(ji)(ji)浮(fu)選(xuan)，一種是陰陽(yang)(yang)離子混(hun)合(he)捕(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)收(shou)(shou)劑(ji)(ji)(ji)浮(fu)選(xuan)，第三(san)種為陰離子捕(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)收(shou)(shou)劑(ji)(ji)(ji)。最常用的(de)陽(yang)(yang)離子捕(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)收(shou)(shou)劑(ji)(ji)(ji)脂肪胺類(lei)的(de)捕(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)收(shou)(shou)劑(ji)(ji)(ji)，特點是受pH的(de)影響較(jiao)大。最常用的(de)陰離子捕(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)收(shou)(shou)劑(ji)(ji)(ji)是油(you)酸(suan)或油(you)酸(suan)納等，在沒有(you)高價(jia)金(jin)屬(shu)陽(yang)(yang)離子活(huo)化的(de)情況下，純石英在油(you)酸(suan)納中完(wan)全不浮(fu)。兩(liang)性捕(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)收(shou)(shou)劑(ji)(ji)(ji)具(ju)有(you)多個官能(neng)(neng)團，有(you)較(jiao)優(you)異的(de)泡沫性能(neng)(neng)，可兼具(ju)其他兩(liang)類(lei)單一捕(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)收(shou)(shou)劑(ji)(ji)(ji)的(de)一些(xie)優(you)點。

　　浮(fu)選工藝可(ke)以受許多因素影(ying)響，如浮(fu)選的(de)(de)(de)溫度、浮(fu)選劑(ji)的(de)(de)(de)選擇、pH值的(de)(de)(de)控制等(deng)。在浮(fu)選進行(xing)之前，石英(ying)砂要磨成(cheng)細(xi)小顆粒，使得其中的(de)(de)(de)各(ge)類礦物(wu)可(ke)以被物(wu)理分離，將石英(ying)進行(xing)煅燒水淬可(ke)以使浮(fu)選的(de)(de)(de)效果更好。

　　3、煅燒工藝

　　煅燒工藝是指先(xian)將石英進行高溫煅燒，然后將石英在高溫狀態下取出倒入水中進行淬火的一種(zhong)提純工藝。

　　高溫煅(duan)燒工藝(yi)在(zai)石英(ying)提純中具有(you)兩(liang)種作用，一是(shi)用于熱力輔(fu)助粉碎，由于石英(ying)硬度很大，屬于難磨(mo)礦物，在(zai)機械粉磨(mo)時會(hui)非常(chang)困難，造(zao)成非常(chang)大的能(neng)耗。若是(shi)將石英(ying)直接(jie)破碎，將會(hui)造(zao)成過(guo)粉碎現象，熱力輔(fu)助粉碎可以減輕或避免(mian)石英(ying)過(guo)粉碎現象且減少了能(neng)耗。

　　另一優勢是有利于石(shi)(shi)英(ying)(ying)的(de)(de)后(hou)序除雜(za)(za)工(gong)藝，在經過(guo)煅燒—水淬(cui)工(gong)序后(hou)，石(shi)(shi)英(ying)(ying)的(de)(de)內應力(li)發生(sheng)(sheng)急劇(ju)變化，產(chan)生(sheng)(sheng)裂(lie)紋和(he)破碎，將石(shi)(shi)英(ying)(ying)礦內部的(de)(de)包裹體雜(za)(za)質(zhi)(zhi)和(he)裂(lie)口處的(de)(de)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)直接在表面露出(chu)，使雜(za)(za)質(zhi)(zhi)在后(hou)續的(de)(de)提純過(guo)程中更容易去除。

　　4、酸浸工藝

　　石(shi)英(ying)晶(jing)體中(zhong)最難以(yi)剔(ti)除(chu)的(de)雜(za)(za)質是直接取(qu)代(dai)到(dao)(dao)石(shi)英(ying)晶(jing)格中(zhong)的(de)雜(za)(za)質。物理分離方法如研磨、篩分、密度(du)分離、磁(ci)選等都是無效的(de)，因為雜(za)(za)質在晶(jing)格中(zhong)均勻分布。由于石(shi)英(ying)不溶(rong)于除(chu)HF外的(de)其它酸，我(wo)們可以(yi)通(tong)過化學手段，采用酸浸的(de)方法，將石(shi)英(ying)礦中(zhong)表面層、裂(lie)隙中(zhong)或結構層間的(de)各類金(jin)屬雜(za)(za)質溶(rong)解，以(yi)達(da)到(dao)(dao)更高的(de)提(ti)純程度(du)。

　　酸(suan)(suan)浸(jin)(jin)工(gong)(gong)藝通常使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)酸(suan)(suan)有(you)硫酸(suan)(suan)、鹽酸(suan)(suan)、草(cao)酸(suan)(suan)、氫氟酸(suan)(suan)等，由于(yu)(yu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)混(hun)酸(suan)(suan)浸(jin)(jin)漬(zi)除雜(za)(za)可以(yi)產生(sheng)(sheng)協(xie)同作用(yong)(yong)，除雜(za)(za)效果更(geng)好，所以(yi)通常使(shi)(shi)用(yong)(yong)混(hun)酸(suan)(suan)進行(xing)酸(suan)(suan)浸(jin)(jin)。酸(suan)(suan)浸(jin)(jin)分離雜(za)(za)質(zhi)的(de)反應(ying)過(guo)程(cheng)可分為幾個部(bu)分：有(you)機酸(suan)(suan)和(he)(he)無機酸(suan)(suan)提供H+用(yong)(yong)于(yu)(yu)后期(qi)分離工(gong)(gong)藝，H+可以(yi)溶(rong)解伴(ban)生(sheng)(sheng)礦物(白云母和(he)(he)鈉長石(shi))，使(shi)(shi)其與石(shi)英分離。氫氟酸(suan)(suan)是一種(zhong)特殊的(de)酸(suan)(suan)，由于(yu)(yu)它能破壞硅氧(yang)鍵(jian)和(he)(he)鋁(lv)氧(yang)鍵(jian)，所以(yi)HF可以(yi)和(he)(he)白云母和(he)(he)鈉長石(shi)發生(sheng)(sheng)強烈的(de)反應(ying)，由有(you)機酸(suan)(suan)中(zhong)的(de)羰基(ji)和(he)(he)鋁(lv)硅酸(suan)(suan)鹽雜(za)(za)質(zhi)中(zhong)的(de)鋁(lv)、硅離子(zi)組成(cheng)的(de)絡合(he)物可以(yi)更(geng)快溶(rong)解，達到優(you)異的(de)除雜(za)(za)效果。但是HF也(ye)能將SiO2溶(rong)解，對(dui)于(yu)(yu)除去石(shi)英中(zhong)的(de)包裹體(ti)雜(za)(za)質(zhi)，用(yong)(yong)HF非常有(you)效，但是HF的(de)用(yong)(yong)量要適量，以(yi)免將更(geng)多的(de)石(shi)英溶(rong)解。

　　影響酸浸的(de)(de)因素有：酸的(de)(de)選擇、酸的(de)(de)濃度及(ji)用量、酸溶(rong)液(ye)的(de)(de)溫度及(ji)酸浸時間等。此外，攪拌可以(yi)使酸液(ye)與石英(ying)的(de)(de)表面充分地(di)接觸，提高酸浸提純的(de)(de)效果，加速酸浸過程(cheng)。

　　5、氯化焙燒提純工藝(yi)

　　氯化焙燒(shao)工藝是去(qu)除石英(ying)(ying)晶格(ge)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)非常有效的(de)(de)(de)(de)手段。在一(yi)定(ding)溫度(du)和氣氛條件(jian)下，通入氯化劑使石英(ying)(ying)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)氧化物(wu)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)變為金(jin)屬(shu)氯化物(wu)，根據一(yi)般金(jin)屬(shu)氯化物(wu)沸點(dian)較低的(de)(de)(de)(de)特點(dian)，可利用其揮發性達(da)(da)到分離雜(za)(za)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)效果。且在氯化焙燒(shao)過程中(zhong)，石英(ying)(ying)表面與(yu)內(nei)部(bu)存(cun)在著化學位(wei)梯度(du)，使石英(ying)(ying)內(nei)部(bu)的(de)(de)(de)(de)包裹(guo)體雜(za)(za)質(zhi)(zhi)通過擴散排出，達(da)(da)到更深層(ceng)次的(de)(de)(de)(de)提純效果。

　　常用的氯(lv)化(hua)劑有Cl2、HCl、NaCl、NH4Cl等(deng)，在(zai)高溫下這(zhe)些氯(lv)化(hua)劑的氧(yang)化(hua)性強于O2的氧(yang)化(hua)性，可(ke)以與Al2O3、Fe2O3、TiO2等(deng)金屬氧(yang)化(hua)物(wu)發(fa)生(sheng)氯(lv)化(hua)反應將其除去(qu)。

　　氯(lv)化焙燒工藝具有(you)設備簡單、除雜效(xiao)果優異、效(xiao)率高(gao)等優點，是一(yi)種提純能力(li)非常高(gao)的石英提純手段。此外，氯(lv)化過程中排出的污染氣體可以(yi)(yi)進行尾氣處理(li)，如排出的Cl2就可以(yi)(yi)通過NaOH尾氣處理(li)裝置進行處理(li)，對(dui)環境的危害較小。

　　6、濕法(fa)冶金技術

　　通常來說，濕法冶(ye)金(jin)技術是(shi)從(cong)(cong)金(jin)屬(shu)礦物中浸(jin)(jin)出和(he)提取金(jin)屬(shu)的一(yi)(yi)種化(hua)學(xue)處理方法，但是(shi)濕法冶(ye)金(jin)技術也(ye)可以用于從(cong)(cong)非金(jin)屬(shu)礦石中去除(chu)和(he)分離金(jin)屬(shu)礦物，特別是(shi)對于含鐵礦物是(shi)一(yi)(yi)種十(shi)分有效的處理技術。該技術應用于石英(ying)的提純，其傳統化(hua)學(xue)工藝主要包括(kuo)微(wei)生(sheng)(sheng)物浸(jin)(jin)出、高(gao)溫浸(jin)(jin)出、高(gao)壓浸(jin)(jin)出、催(cui)化(hua)高(gao)溫浸(jin)(jin)出等，隨著人們的研究，高(gao)溫、高(gao)壓浸(jin)(jin)出和(he)催(cui)化(hua)高(gao)溫、高(gao)壓浸(jin)(jin)出為(wei)生(sheng)(sheng)產高(gao)檔石英(ying)砂和(he)降低酸(suan)耗提供了新的途(tu)徑。

　　濕法冶金技術中(zhong)(zhong)(zhong)主要(yao)是利用酸(suan)分離雜(za)質礦物(wu)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)石英(ying)和貴重金屬元素(su)，通過(guo)(guo)微生物(wu)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)，凈化(hua)(hua)石英(ying)砂(sha)比簡單酸(suan)浸(jin)(jin)法的(de)酸(suan)耗和成(cheng)本更(geng)低(di)。高溫浸(jin)(jin)出(chu)(chu)可以(yi)通過(guo)(guo)加熱的(de)手段加速浸(jin)(jin)出(chu)(chu)，增(zeng)大雜(za)質金屬元素(su)的(de)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)率(lv)。在高溫浸(jin)(jin)出(chu)(chu)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)，通過(guo)(guo)增(zeng)加壓力可以(yi)有效降低(di)酸(suan)的(de)消耗。在石英(ying)加工中(zhong)(zhong)(zhong)引(yin)入了(le)穩定的(de)液(ye)體催化(hua)(hua)劑催化(hua)(hua)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)工藝，在不使用氫氟酸(suan)的(de)情況下(xia)也會(hui)降低(di)酸(suan)的(de)消耗，提高了(le)石英(ying)礦石的(de)提純效率(lv)。

　　微生(sheng)物(wu)浸(jin)出(chu)有(you)著低成本(ben)、低污(wu)染(ran)的(de)(de)優點，浸(jin)出(chu)過程只需在室溫(wen)下進行，不需要額外的(de)(de)加熱裝置。經(jing)簡(jian)單處理后的(de)(de)浸(jin)出(chu)液可以排出(chu)。但是微生(sheng)物(wu)浸(jin)出(chu)的(de)(de)應(ying)用受(shou)到濕度、溫(wen)度、pH、耗(hao)水量、微生(sheng)物(wu)菌種和浸(jin)出(chu)方(fang)法(fa)(傾倒浸(jin)出(chu)和罐浸(jin))的(de)(de)限制。

　　高溫(wen)浸(jin)(jin)出(chu)是(shi)最(zui)常用的(de)浸(jin)(jin)出(chu)技(ji)術之一，這(zhe)種技(ji)術的(de)易操(cao)作性及設備便(bian)宜是(shi)工(gong)業生(sheng)產的(de)重要(yao)(yao)優勢(shi)。浸(jin)(jin)出(chu)溫(wen)度(du)可在(zai)20～100℃范(fan)圍內(nei)，在(zai)花費成本較低的(de)情況，極大地提高了浸(jin)(jin)出(chu)速度(du)和速率。高溫(wen)浸(jin)(jin)出(chu)工(gong)藝最(zui)主要(yao)(yao)的(de)阻礙(ai)因(yin)素是(shi)酸的(de)消耗(hao)(hao)和污(wu)染，由于提純(chun)過程中(zhong)雜(za)質(zhi)的(de)溶(rong)解，酸性物質(zhi)不可避免地會大量消耗(hao)(hao)。

　　高溫、高壓浸(jin)(jin)出比單純的(de)高溫浸(jin)(jin)出有更好(hao)(hao)的(de)提(ti)(ti)純效果(guo)，而且(qie)可以大幅度(du)提(ti)(ti)高提(ti)(ti)純的(de)速度(du)。但是這一(yi)過(guo)程會使(shi)設備處(chu)于積累氟(fu)化物的(de)環境中，會嚴(yan)重(zhong)(zhong)腐蝕設備，縮短設備的(de)使(shi)用壽命。催(cui)化高溫、高壓浸(jin)(jin)出的(de)主要優點是不使(shi)用氟(fu)化物，組分(fen)簡單、消耗低、浸(jin)(jin)出劑可重(zhong)(zhong)復利用，對環境十分(fen)友好(hao)(hao)且(qie)有著(zhu)非(fei)常好(hao)(hao)的(de)提(ti)(ti)純效果(guo)。

　　文(wen)章(zhang)轉自：材(cai)料科學與(yu)工程技術

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