中國粉體網(wǎng)訊  高純石英是生產(chǎn)單晶硅、多晶硅、石英玻璃、光纖、太陽能電池、集成電路基板等高性能材料的主要原料，廣泛應(yīng)用在大規(guī)模及超大 規(guī)模集成電路、光纖、激光、軍事和航天工業(yè)。而這些行業(yè)關(guān)系到國家的長遠(yuǎn)發(fā)展，因此，高純石英的戰(zhàn)略地位非常重要。

一、石英玻璃的制造

按照采用原料的不同，石英玻璃制造工藝主要分為兩種：一是采用電熔、氣煉、連熔等方法將天然結(jié)晶石英粉在高溫下熔融制得;二是采用化學(xué)原料合成法制得，即硅化合物在氫氧焰中發(fā)生系列化學(xué)反應(yīng)生成二氧化硅顆粒，聚集在一起形成塊狀石英玻璃。

2002年，顧真安帶領(lǐng)王玉芬等人突破傳統(tǒng)臥式CVD氣相合成工藝，在國內(nèi)首創(chuàng)立式CVD氣相沉積工藝，使大尺寸、高均勻石英玻璃的制造成為可能。

二、以氟硅酸制備高純石英砂

某公司以氟化氫企業(yè)的氟硅酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38%）和液氨（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 99.6%）為原料，在圖1所示的裝置中制得高純二氧化硅和氟化銨溶液。然后在圖2所示的裝置中制得高純石英砂。

三、利用脈石英或石英巖生產(chǎn)高純石英砂

關(guān)于用脈石英或石英巖礦石生產(chǎn)高純石英砂的可行性,有學(xué)者對江西巋美山的脈石英礦石作了小型試驗(yàn)和半工業(yè)試驗(yàn)。

脈石英選礦半工業(yè)試驗(yàn)原則流程

四、石英砂浮選

浮選除去石英中的伴生礦物長石與云母最典型的工藝流程是以氫氟酸為活化劑，在強(qiáng)酸條件下( pH=2~3) 采用胺類陽離子捕收劑進(jìn)行浮選。但隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)，現(xiàn)在多采用無氟浮選。

常見的石英砂浮選流程

五、制備高純石英粉

制備高純石英粉的方法主要有兩大途徑：一是物理法，即機(jī)械粉碎法；二是化學(xué)合成法，包括氣相合成法和液相合成法。

機(jī)械粉碎法，即利用天然水晶為原料，經(jīng)過工藝流程：水晶原礦→粉碎→磁選→浮選→酸浸→干燥→焙燒→磁選→成品石英粉。機(jī)械粉碎法制備石英粉雖然工藝簡單但易帶入雜質(zhì)，能耗大，成本高，粉料特性也難以控制，制備效率低且粒徑分布寬。近年來采用化學(xué)合成法制備高純合成石英粉日益受到重視。

六、高純石英砂晶格雜質(zhì)去除方法——氯化焙燒

受限于熱缺陷的遷移迷率和其他因素，石英砂內(nèi)部產(chǎn)生的肖特基缺陷很難完全遷移至表面，而石英砂表面或近表面的晶格雜質(zhì)可能在氯化焙燒過程中得到凈化。

七、石英砂提純工藝

1.四川某礦業(yè)有限公司：“水洗—酸浸”提純工藝流程

2.沐川黃丹石英砂反浮選除鐵提純操作步驟示意圖

3.對某石英砂礦進(jìn)行提純工藝研究，最終通過“焙燒 - 水淬 - 磁選 - 浮選 - 酸浸”聯(lián)合工藝得到了 SiO2 含量超過 99.99% 的超純石英砂。

4.安徽鳳陽縣石英砂礦企業(yè)生產(chǎn)石英砂的工藝可分為濕法與干法兩種

濕法工藝的主要流程為：原礦進(jìn)行破碎→石輪碾磨礦→加水沖洗→磁選→水力分級→石英精砂。

干法工藝的主要流程為：原礦經(jīng)鄂式破碎機(jī)粗碎→中碎→篩分去土后→棒磨機(jī)磨細(xì)→磁選→粗分離→細(xì)分離→旋流器。

兩種工藝的差別主要在于機(jī)械擦洗技術(shù)的選擇

5.東海某高純石英砂企業(yè)提純工藝流程

采用硅石通過原礦分選、焙燒、水淬、破碎、磁選、酸浸、浮選、烘焙等工藝制備高純石英砂，對于滿足高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)對高純石英砂的需求，推動(dòng)高純石英砂提純技術(shù)進(jìn)步和企業(yè)發(fā)展意義重大。

石英行業(yè)較為依賴石英礦山的品位、地質(zhì)因素及提純技術(shù)。在高端應(yīng)用領(lǐng)域，如航空、光伏、電子、激光等，石英砂的提純深加工顯得尤為重要。中國粉體網(wǎng)定于2017年12月12日-13日在石英砂產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)安徽鳳陽舉辦“2017石英砂精細(xì)加工及應(yīng)用技術(shù)交流會”。會議旨在為當(dāng)?shù)丶皣鴥?nèi)石英砂產(chǎn)業(yè)界人士提供石英砂提純及精細(xì)加工技術(shù)方面的溝通平臺，強(qiáng)化行業(yè)信息交流，為企業(yè)產(chǎn)品轉(zhuǎn)型提供優(yōu)質(zhì)解決方案。