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熔融石英砂：石英砂的精細(xì)提純
新聞來(lái)源：    點(diǎn)擊數(shù)：2018    更新時(shí)間：2015/8/28 14:50:38    收藏此頁(yè)
    構(gòu)成地殼的造巖氧化物中，60％是硅酸鹽，主要以石英(結(jié)晶SiO。)形態(tài)存在。純凈的石英六方柱晶體稱為水晶，自然界中數(shù)量較少，而大量存在的是硅石和硅砂。硅石是指以石英為主要成分的脈石英、石英巖、石英砂巖等。石英在建筑業(yè)、玻璃及玻璃制品工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、陶瓷工業(yè)、化學(xué)工業(yè)以及耐火材料工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。 熔融石英砂
    水晶根據(jù)其晶體大小和物理性質(zhì)分為壓電水晶、光學(xué)水晶和低質(zhì)水晶三種。壓電水晶具有壓電性，可用于制造諧振器和濾波器等，是國(guó)防和電子工業(yè)的重要材料；光學(xué)水晶具有旋光性和對(duì)紅外紫外線不吸收的特性，可制成各類(lèi)光學(xué)儀器和鏡片；低質(zhì)水晶用以制造石英玻璃、石英管、石英器皿、石英燈及工藝裝飾品等。
    作為玻璃生產(chǎn)主要原料的石英砂中，最有害的雜質(zhì)是各種含鐵物質(zhì)，包括含鐵黏土、黑云母、磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、鈦鐵礦以及石英顆粒表面氧化鐵薄膜等。采用常規(guī)選礦方法，雖可除去絕大部分單體含鐵礦物，但對(duì)石英砂粒表面氧化鐵薄膜及裂隙內(nèi)的鐵染雜質(zhì)，則難以除去。對(duì)于一些光學(xué)玻璃、儀器玻璃及某些特殊玻璃，有時(shí)要求所用石英砂中SiO。含量達(dá)到99．9％甚至99．99％，含鐵量低達(dá)0．01％～o．02 oA，甚至更低。這就需要用酸浸法對(duì)石英砂進(jìn)行處理。
砂粒表面的鐵薄膜主要由褐鐵礦、針鐵礦(或氫氧化鐵)組成。它們與各種酸的反應(yīng)如下。鹽酸反應(yīng)：Fe(OH)。+3HCl一FeCl。+3HzO
Fe203+6HCl一2FeCl3+3H20
與硫酸反應(yīng)：2Fe(OH)3+3H2S04一Fe2(SOt)3+6H20
Fe203+3H2S04一Fe2(S04)3+3H20
述反應(yīng)中生成的FeCl。和Fe。(SO。)。均可溶于水，因此在隨后的固液分離中可隨溶液除去。如果在酸浸過(guò)程中加入還原劑如綠礬、亞硫酸鹽等，將Fe3+還原為Fe”，其在溶液中的溶解度將會(huì)增大，更有利于雜質(zhì)的浸出。
草酸是一種中等強(qiáng)度的有機(jī)酸，易溶于水。它可以溶去石英砂表面的Fe(OH)。薄膜，并生成穩(wěn)定的草酸鐵配合物。其反應(yīng)如下。
3H2C204+Fe(0H)3——[Fe(C204)3]3-+3H20+3H+
若用氫氟酸對(duì)石英砂進(jìn)行酸浸，反應(yīng)比較復(fù)雜。除了鐵在酸性介質(zhì)中的溶解外，HF還能與石英身發(fā)生反應(yīng)，將表面一定厚度的SiOz及其他硅酸鹽溶解掉。可能的反應(yīng)如下。
Fe203+6H+一2Fe”+3H20
Fe(OH)3+3H+一Fe3++3H20
Fe3++6F一——[FeF6]3_
Si02+4HF——SiF4+2H20
SiF4+2HF——H2[SiF6]
    應(yīng)中生成的[FeF。]3一是很穩(wěn)定的配合物；氟硅酸在水溶液內(nèi)也很穩(wěn)定，是一種與硫酸相仿的強(qiáng)酸。由于石英表層有一定深度的溶解，這對(duì)于清潔石英表面、消除鐵質(zhì)及其他雜質(zhì)污染更有效，因此，氫氟酸用來(lái)對(duì)石英進(jìn)行酸浸效果******。但是HF有毒，且具有強(qiáng)腐蝕性，因此酸浸廢水需要特別處理。
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