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| 高纯石英的加工工艺研究 |
| 来源： 更新时间：2013-05-25 23:28:33 浏览次数： |
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高纯石英的加工工艺研究
金达表，张兄明，邹蔚蔚
（1．夏门艾思欧标准砂有限公司，福建 厦门 361022；2.中非地质工程勘查研究院,北京 100102）
[摘 要] 本文总结了高纯石英的用途、国内外研究现状。在矿物学研究的基础上，进行了选矿试验及提纯实验研究。
[关键词] 高纯石英；选矿；提纯
透明石英玻璃由单一组分SiO2组成，具有优良的光学、热性能、化学稳定性和耐辐照性能，因而在电子工业、电光源、光通讯、军工等方面具有广泛的用途。石英玻璃原料——石英的质量是影响性能的重要因素，而其主要质量要求是低杂质及气液包裹体含量。只有高品级天然水晶( 一、二级水晶)能达到要求。熔炼水晶一直是国内外石英玻璃的主要原料，其中法国、巴西、马达加斯加和我国的江苏东海、广西是世界上重要的水晶产地。
据行家估计，目前我国年消耗熔炼水晶及硅石约5 000t，其中一、二级熔炼水晶的年需求量约为1 500t，随着电光源、电子工业、半导体以及国防工业的发展，高品级的石英原料需求有加速上升的趋势。有关资料显示，截止到20世纪90年代我国的熔炼水晶的保有储量仅为7 000～8 000t，而其中一、二级水晶只占20% ，同时，我国水晶矿床贫矿多、富矿少，高级别储量少，多为伴生矿床，开采条件差，开采后多凭手工分选，各地水晶杂质含量差别较大，产品质量不稳定，难于实现原料的标准化供应，远不能达到高品级石英玻璃的现代化生产要求。再者，生产厂家多凭水晶的透明度和经验辨别水晶的质量来选购原料，原料质量不能得到定量化的保证。由于生活水平的提高，人们对观赏和装饰用水晶的需求量激增，从而加剧了石英玻璃原料的紧张状况，熔炼水晶的价格居高不下，一、二级水晶的售价在30～40元/kg，严重地制约了我国石英玻璃工业的发展。目前，为弥补高品级水晶供应上的缺口，我国每年需进口约800t高品级石英原料。
在世界范围内同样面临着高品级石英原料的紧缺，由于全球光通讯、半导体工业的发展，水晶储量逐年减少，逐渐趋向枯竭。为了应对这种局面，美、德、日等发达国家，在寻找替代水晶的高纯石英方面作了大量的工作，并取得了一定的效果。20世纪80年代美国PPCC公司在英国西北海岸Foxdale地区的花岗岩中提纯石英，SiO2的含量达99.99%，Fe杂质小于1×106，其他过渡元素小于5×10-6，供应西欧作为石英玻璃原料。进入90年代，美国Unimin公司在北卡罗来那州pruce Pine地区的花岗岩中分选、提纯出高纯石英，经提纯后SiO2的含量达99.99%以上，纯度最高者SiO2的含量达99.999%以上，其产品的质量能很好的满足各种透明石英玻璃的要求，被广大的厂家认可。有关资料显示，该地区由前寒武的基岩构成，上部为沉积变质岩和火山岩，岩浆侵入体可划分为细晶岩、粗粒状结晶的伟晶岩、花岗岩，其中花岗岩为该地区的主要侵入体。日本于90年代从细粒伟晶岩中分离出透明的高纯石英。德国和俄罗斯则在脉石英、变质石英岩中寻找高纯石英。美国尤尼明公司(Unimin)是目前世界上最大的高纯石英供应商，其高纯石英在国内外原料市场占据垄断地位。目前我国每年要从该公司进口高纯石英约800t，其产品售价为30～100元/kg，需求数量仍在不断增加。而美国现开采的矿山仅有4km2，资源不断减少，开采成本不断增加，其产品价格逐年增加。近年来，国内外非常重视石英提纯工艺的改进，尤其重视普通石英的开发利用。总体来说，高纯石英的开发研究分为三个步骤：石英原矿石的工艺矿物学研究、选矿试验研究及提纯实验研究。
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