中國粉體網(wǎng)訊 高純石英砂是采用天然水晶或優(yōu)質(zhì)天然石英石精細加工而成,所具有的獨特的物理、化學特性,使得其在航空、航天、電子、機械以及當今飛速發(fā)展的IT產(chǎn)業(yè)中占有舉足輕重的地位,特別是其內(nèi)在分子鏈結(jié)構(gòu)、晶體形狀和晶格變化規(guī)律,使其具有耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、耐腐蝕以及獨特的光學特性,在許多高科技產(chǎn)品中發(fā)揮著越來越重要的作用。
我國高純石英砂的主要來源
目前我國生產(chǎn)高檔石英材料的高純石英砂,主要來自三個方面:
直接進口:直接進口尤尼明等公司的高純石英砂,其特點是SiO2含量高,金屬雜質(zhì)低,氣液包裹體少,質(zhì)量穩(wěn)定。但價格昂貴,限量供應,尤其是中美貿(mào)易摩擦以來,嚴重制約著我國高檔石英材料及其下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
進口精制:從安哥拉、挪威等國進口硅礦石,制備出金屬雜質(zhì)含量在30ppm左右。但氣液包裹體含量偏高且質(zhì)量不穩(wěn)定,從而價格低,銷售不暢,使國內(nèi)高純石英砂精加工企業(yè)生存困難。
國產(chǎn)精制:我國是硅資源貯量大國,有不少品位高的硅礦石被開采。但由于下游行業(yè)主觀意念及研究開發(fā)投入少等原因,使此項工作步履艱難。另外,國產(chǎn)硅礦石中氣液包裹體確實含量高,難以剔除,銷售價格極低,讓人們望而卻步。
因此,利用國產(chǎn)硅礦石制備高純石英砂的加工技術(shù)在國民經(jīng)濟和高科技領域當中具有重要的戰(zhàn)略意義。
雜質(zhì)的去除
石英砂的純度決定于石英砂中Al、Na、Ca、Fe、Ti、B等金屬元素及氣液包裹體的含量高低。石英原料礦的雜質(zhì)可以根據(jù)其組成和結(jié)構(gòu)分為兩大類:非結(jié)構(gòu)組成性雜質(zhì)與結(jié)構(gòu)組成性雜質(zhì)。其中石英砂中的雜質(zhì)以結(jié)構(gòu)組成性雜質(zhì)為主。結(jié)構(gòu)組成性雜質(zhì)一般都存在于晶體內(nèi)部,所以去除這些雜質(zhì)十分困難。
石英中雜質(zhì)賦存狀態(tài)
目前石英砂除雜的方法主要分為物理方法、化學方法。物理方法有磁選、反向浮選及煅燒水淬處理;瘜W方法包括無機酸浸及有機酸浸。常用的無機酸通常是HF、HNO3、HCl和H2SO4。目前通常通過物理方法與化學方法相結(jié)合能實現(xiàn)更好的除雜效果。
然而國產(chǎn)石英硅礦精制依然存在許多問題,如:精制的石英砂雜質(zhì)高,氣液包裹體多,尤其是所用的HF、“王水”中的HNO3等殘液對人文與生態(tài)環(huán)境傷害較大,都嚴重制約著此行業(yè)的進一步發(fā)展。因此如何研究石英硅礦的除雜特別是破解環(huán)境污染難題,是一件很難卻急需突破的事!
2021年5月27日,中國粉體網(wǎng)將在山東棗莊舉辦“2021全國板材用石英砂供需洽談會”,屆時,湖南工業(yè)大學侯清麟教授將作《國產(chǎn)石英硅礦無氟無硝制備高純石英砂工藝研究初探》報告,重點闡述無氟酸浸、無氟無HNO3浸、微波限溫氯化除雜等工藝的研究進展與應用。
侯清麟教授簡介
男,1955年2月生,湖南安仁人,中共黨員,博士,二級教授,中國注冊化工師。本科畢業(yè)于華南理工大學基本有機化工(77級);碩士、博士畢業(yè)于中南大學;美國巴爾的摩大學MBA、MPA培訓結(jié)業(yè)。現(xiàn)任湘潭大學和湖南工業(yè)大學博士、碩士研究生導師,享受國務院特殊津貼專家。曾任衡山縣副縣長,湖南株洲化工集團處長、主任、廠長、董事長兼總經(jīng)理,湖南工業(yè)大學黨委書記。主要研究方向:化學化工材料。
參考資料:
侯清麟等.石英砂結(jié)構(gòu)組成性雜質(zhì)剔除技術(shù)現(xiàn)狀
魏奎先等.高純石英砂制備技術(shù)研究進展
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金)
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