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煅燒-水淬法用于石英除雜
石英在高溫水淬后，內應力迅速變化而產生裂紋和破碎，不僅能有效降低石英的硬度，同時，由熱脹冷縮而導致的破裂，首先是沿著晶體缺陷處或相界處破裂的，這就増大了石英中包裹體和裂縫中的雜質暴露在石英表面的機會，有利于后續(xù)的酸浸等工藝。目前國內外研究者采用不同的煅燒水淬工藝輔助石英提純，取得良好的效果。
煅燒-水淬浸出提純石英砂機理
李楊以安徽某地石英巖為原料，采用煅燒、水淬工藝預處理石英砂，使得石英中的礦物、流體包裹體暴露，增大雜質的暴露幾率；再利用酸浸處理石英砂，去除石英中雜質礦物，精礦中SiO2含量達到99.99wt%，主要雜質金屬含量為33.31μg/g。該石英巖中雜質礦物主要有赤鐵礦、金紅石和粘土類礦物。
劉玉飛等以某石英砂巖為原料，采用煅燒、水淬工藝預處理石英砂，利用不同礦物的硬度差異，使得裂縫打開，雜質礦物充分暴露；預處理后的石英砂磁選-浮選-酸浸去除石英中的磁性礦物、硅酸鹽礦物，精礦中SiO2含量達到99.99wt%以上。該石英中雜質礦物主要有金云母、白云母、長石、粘土和含鐵礦物。
氯化焙燒提純工藝
氯化焙燒又稱氯化脫氣，利用顆粒表面與內部在高濃氯氣作用下產生的化學位梯度，促使氣液包裹體擴散出去。石英顆粒表層的堿金屬、堿土金屬和殘余的包裹體等雜質在高溫下與氯氣反應生成氣態(tài)氯化物，相較于其他金屬離子，Al和B的反應活性較低，高溫氣流將這些雜質元素的氯化物帶走，從而達到深度提純的目的。
氯化焙燒是一種深度提純工藝，成本較高，處理能力有限，具有一定危險性。當前，僅有美國尤尼明公司實現(xiàn)該工藝的工業(yè)應用，安徽蚌埠玻璃工業(yè)設計研究院和太平洋石英進行了試驗并取得成功，但尚未見應用于大規(guī)模工業(yè)生產的報道。
該工藝對進料要求較高，一般是經過傳統(tǒng)工藝提純后，SiO2純度達到99.99%，雜質總量小于100×10-6的石英砂才能滿足進料要求。氯化焙燒的裝置多為自行設計，還沒有統(tǒng)一的標準設備，仍處于不斷發(fā)展完善過程中。
根據氯化劑的種類，氯化焙燒可分為固態(tài)氯化焙燒和氣態(tài)氯化焙燒。其中：固態(tài)氯化焙燒所使用的氯化劑一般為NaCl、CaCl2、NH4Cl。氣態(tài)氯化焙燒所使用的氯化劑一般為Cl2、HCl。
微波在高純石英提純中的應用
高純石英中，鐵雜質是最主要的同時也是危害最大的有害成分之一，特別是在石英玻璃和光纖的生產中，鐵雜質需要越少越好，因為極低的鐵雜質含量就可以使石英玻璃帶色，同時也能使光纖變脆不容易成絲，所以盡量降低鐵雜質的含量是高純石英生產中重點和難點問題，同時也是提高高純石英質量的根本途徑之一。當前降低鐵雜質的含量主要是使用酸浸的方法，但是傳統(tǒng)的方法耗時很大同時效果也不太理想。
微波利用材料在電磁場中的介質損耗而產生熱量，由于石英和含鐵雜質礦物具有不同的介電損耗因子從而造成在微波場中它們的升溫速率各異，這就會在它們之間的界面上產生裂縫，從而促使石英中的包裹體開裂，使含鐵雜質礦物能被酸有效地去除。
普通條件下對石英進行酸浸處理，鐵雜質的含量可以降低到0.0015%左右，用微波進行預處理后，在同樣的酸浸條件下，鐵含量最低可以降到0.0004%，可見微波處理對酸浸中鐵雜質礦物的去除具有很大的促進作用，這樣不僅可以提高最終高純石英產品二氧化硅的含量，同時極大地降低了有害雜質——鐵雜質的含量，這對于提高高純石英產品以及以此為原料的產品的質量、擴大高純石英產品的應用范圍具有重大的意義。
參考來源：
包申旭，微波在高純石英提純實驗中的應用，武漢理工大學
林敏，脈石英中白云母、晶格雜質分離及機理，武漢理工大學
潘俊良，氯化焙燒法制備4N8標準級高純石英試驗研究，成都理工大學
黃杰，煅燒對石英浮選提純的影響研究，東北大學
馬超，砂質高嶺土尾礦制備高純石英的基礎研究，中國地質科學院
（中國粉體網編輯整理/平安）
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