发布时间：2023-08-05
石英砂中的矿物杂质通常以非石英矿物的形式存在，如长石、云母、石榴石、锆石、钛铁矿等多种矿物。这些杂质主要以以下方式存在：
(1)为松散伴生矿物，不与石英晶体发生化学结合；
（2）作为矿物碎片，其表面与石英晶体发生化学和物理结合，此类杂质主要是含铁矿物和含铝矿物；
(3) 包裹在石英颗粒中或被相互结合的石英晶体包围的矿物；
(4)作为取代硅的间隙离子，这些杂质主要有：Al3+、Fe2+、Fe3+、B3+、Ti4+、Ge4+、P5+等。这些离子取代Si4+形成共价键。发生这种情况时，通常伴随着Li1+、K1+、Na1+和H1+等元素的掺杂，以维持SiO2晶格的电中性。 Al元素是石英矿石中的主要杂质元素之一，Al3+与Si4+的半径相近，可以轻易取代Si4+，其含量通常高达数千ppm，因此Al含量是石英矿石品质的重要指标。
目前高纯石英砂的提纯工艺主要有机械破碎、磁选、浮选、酸浸、煅烧、水淬、高温氯化焙烧等，该方法可以有效去除石英晶格中的金属离子杂质。
1、机械破碎
机械粉碎是利用机械力减小矿物颗粒尺寸的方法。在高纯石英提纯工艺中，该工艺主要是将石英矿物中的非结构性杂质从石英中分离出来。非结构杂质是指矿物包裹体（矿物杂质）和气液包裹体（流体包裹体）。石英晶界中存在杂质。原石英矿物经过破碎后，粒径减小，比表面积增大，使晶界间的杂质暴露在石英颗粒的外表面，从而提高后续工序的净化效率。
在机械破碎过程中，由于石英矿物的研磨比较坚硬，与设备的频繁接触、冲击和摩擦，不可避免地会引入杂质，造成污染。目前解决这一问题的方法有：自磨和高压脉冲破碎技术。
自磨采用被粉碎物料本身作为研磨介质，可大大减少研磨介质对所需矿物的污染。高压脉冲破碎技术是一种世界先进的破碎技术，它发出90-200kV的高压，然后通过高压瞬间放电到水中的固体样品。高压脉冲放电在矿物中形成微等离子体通道，发出冲击波，石英矿块沿晶界破碎，选择性地与矿物颗粒分离，这是一种已知的可直接作用的分离方法。在晶界上。
罗少东等人采用湿式球磨工艺对石英矿物进行超细粉碎，并测试了球磨后分散的石英颗粒的粒径。颗粒表面周围钝化后，球形度显着增加；通过水洗和酸浸进行提纯，所得石英的白度显着提高，对石英的开发应用研究具有参考价值。
2、磁选
磁选的原理是根据石英矿物的不同磁性，从石英矿石中分选杂质，以分离出磁性矿物杂质的一种手段。在高纯石英提纯过程中，磁选的目的和目的是去除石英原矿中包裹体中的一些带有磁性的磁性矿物，如磁性钛铁矿、黄铁矿、褐铁矿和石榴石等。一些带有磁性的颗粒矿物包裹体也可以通过磁选去除。含铁杂质是容易被磁化的磁性物质，而石英矿物特别是非金属磁性物质则不能被有效磁化。利用这种差速磁选方法，可以从高纯石英金属矿物中分离出大量磁性石英杂质。并删除。
磁选作业对石英原矿中铁、钛等磁性杂质的去除和分离有良好的效果。磁选机的磁场强度可表示为
调整又称梯度磁选，用弱磁去除磁铁矿，用强磁去除钛铁矿、褐铁矿、赤铁矿、石榴石等磁性矿物。对于石英原矿中的重矿物杂质（比重大于2.86的陆源碎屑矿物，如锆石、绿帘石、石榴石等），一般采用重选和强磁选。通常，石英矿物经过磁选后，会再次进行擦洗，这样会提高石英砂的纯度和白度。
