硅石選礦提純工藝研究現(xiàn)狀

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1、第23卷第6期有色礦冶Vol.23.№62007年12月NON-FERROUSMININGANDMETALLURGYDecember2007文章編號(hào):1007-967X(2007)06-0026-05X硅石選礦提純工藝研究現(xiàn)狀1112劉國(guó)庫,張文軍,馬正先,呂勇(1.遼寧工程技術(shù)大學(xué)資環(huán)學(xué)院礦物加工系,遼寧阜新123000;2.山西省煤炭規(guī)劃設(shè)計(jì)院,山西太原030045)摘要:作為高純石英粉生產(chǎn)原料的天然高品級(jí)水晶日趨匱乏,研究用硅石礦物替代天然水晶生產(chǎn)高純石英原料迫在眉睫。本文綜述了國(guó)內(nèi)外硅石礦物原料替代天然水晶生產(chǎn)

2、高純石英砂的研究現(xiàn)狀;系統(tǒng)總結(jié)了擦洗、磁選、浮選、酸浸的常規(guī)方法和非常規(guī)方法以及去除包裹體的選礦提純工藝的研究和進(jìn)展;提出了我國(guó)硅石礦物選礦提純工藝研究的發(fā)展方向和制約其發(fā)展速度的主要因素。關(guān)鍵詞:高純石英;硅石;選礦;提純;包裹體中圖分類號(hào):TD873.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,光電源、電子工業(yè)、光通除掉。江蘇連云港地區(qū)目前處于用水晶作原料制取訊、SiO2薄膜材料、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路、激超純石英砂的國(guó)內(nèi)最高水平,但是大量的工業(yè)化生光、航天、軍工等高科技產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,對(duì)高品級(jí)的產(chǎn),礦物組織的均勻性和內(nèi)在

3、品質(zhì)的化學(xué)含量的不石英原料的需求量很大。但由于這些特種石英原料穩(wěn)定。只適合于中、低檔石英玻璃,高純、低羥基石對(duì)質(zhì)量的要求很高,通常需求含量大于99.9%,甚英原料的技術(shù)難關(guān)還未攻克,我國(guó)大口徑石英管、高至99.99%,而允許的雜質(zhì)含量非常低。只有高品質(zhì)量石英棒和石英錠以及光通信使用的石英玻璃仍級(jí)天然一、二級(jí)水晶能達(dá)到要求。而天然水晶資源需要大量進(jìn)口。日趨枯竭,特別是高品級(jí)天然水晶資源更是稀缺,并北京礦冶研究總院作為我國(guó)最早的研究機(jī)構(gòu),且在世界各地分布極不平衡,95%的水晶集中在巴代表了我國(guó)在該領(lǐng)域的最高水平,但是國(guó)外最

4、高水西和馬達(dá)加斯加,使得除此以外的國(guó)家都在努力尋平還有一定差距。該院從礦物成礦機(jī)理、礦物特性[1]找替代品。目前解決水晶替代原料有三種途徑:入手,特別是在浮選提純技術(shù)等方面進(jìn)行了較為深(1)人造水晶;(2)溶膠-凝膠及四氧化硅氣相沉入的研究。淀法等人工合成;(3)用天然硅石加工提純后代替國(guó)外早在20世紀(jì)70年代就開始研究利用石英水晶。由于人造水晶和人工合成法產(chǎn)量低、能耗大、砂制備高純石英砂的技術(shù)。20世紀(jì)80年代美國(guó)成本高,故大規(guī)模生產(chǎn)有較大的困難。用自然界大PPCC公司在英國(guó)西北海岸Foxdale地區(qū)的花崗巖量存在的

5、硅石(包括石英巖、石英砂巖、脈石英為主中提純石英,產(chǎn)品SiO2的含量達(dá)99.99%,Fe雜質(zhì)要礦物的巖石),經(jīng)提純后來制備高純或超高純石英-6-6小于1×10,其他過渡元素小于5×10;20世紀(jì)原料,具有來源廣泛,生產(chǎn)成本低,批量大等優(yōu)點(diǎn),是90年代到目前世界上最大的高純石英供應(yīng)商-美代替天然水晶的最為有效的途徑。國(guó)Unimin公司在北卡羅來那州SprucePine地區(qū)的花崗巖中分選、提純出高純石英,經(jīng)提純后SiO2的1國(guó)內(nèi)外替代水晶的高純石英原料的含量達(dá)99.99%以上,純度最高者SiO2的含量達(dá)加工現(xiàn)狀99.999

6、%以上,其高純石英在國(guó)內(nèi)外原料市場(chǎng)占據(jù)我國(guó)從20世紀(jì)80年代末開始研究石英玻璃的[2]壟斷地位。氧化硅的純度目前正在由99.9992%向普通石英原料的提純方法和工藝,已經(jīng)取得一定進(jìn)99.9994%的方向發(fā)展。展,所研究產(chǎn)品能夠達(dá)到二、三、四級(jí)水晶的水平。日本的Kemmochi和Sato分別在傳統(tǒng)工藝基但由于水晶在我國(guó)的儲(chǔ)量有限,價(jià)格昂貴,質(zhì)地不均礎(chǔ)上,綜合使用浮選、磁選、電選、高溫氯化等物理、勻,有些礦物雜質(zhì)和工藝過程中的混雜物質(zhì)不可能化學(xué)方法提純技術(shù),將脈石英加工成超高純石英玻X收稿日期:2007-07-19作者簡(jiǎn)介

7、:劉國(guó)庫(1982—),男,在讀碩士研究生,主要從事礦物加工工程方面的研究。第6期劉國(guó)庫等:硅石選礦提純工藝研究現(xiàn)狀27璃原料,以滿足光學(xué)、光纖套管、電子工業(yè)用高檔石和延長(zhǎng)排氣時(shí)間等排出。但CO、CO2等氣體極難從英玻璃生產(chǎn)的需要[3]。[6]固體或熔體中排出,造成熔制產(chǎn)品缺陷。2硅石雜質(zhì)賦存狀態(tài)3選礦提純工藝硅石除了主要礦物石英外,通常伴有長(zhǎng)石、云根據(jù)硅石礦物原料的雜質(zhì)和包裹體的賦存狀母、粘土和鐵質(zhì)等雜質(zhì)礦物。制備的高純和超高純態(tài),在選礦提純工藝主要分擦洗-磁選-浮選-酸石英原料,是除了二氧化硅外其它都是雜質(zhì),其中主

8、浸等工藝流程,隨著選礦工藝研究的不斷深入,又引要的有害雜質(zhì)是含鐵和含鋁雜質(zhì),所以硅質(zhì)原料提進(jìn)了電選和生物選礦等。純方法和工藝流程的進(jìn)步和改進(jìn)也主要體現(xiàn)在對(duì)含3.1擦洗鐵雜質(zhì)和含鋁雜質(zhì)的有效脫除上。擦洗是借助機(jī)械力和砂粒間的磨剝力來除去石[4]鐵在硅石中常以以下幾種形式存在:以微細(xì)英砂表面的薄膜鐵、粘結(jié)及泥性雜質(zhì)礦物的選礦方粒狀態(tài)賦