1、國內外代(dai)替水(shui)晶的高純石英質料的加工現狀

　　我國從20世(shi)紀80年(nian)代(dai)末開(kai)端研(yan)討石(shi)(shi)英玻(bo)璃的一般(ban)石(shi)(shi)英質(zhi)(zhi)料(liao)的提純辦(ban)法和工藝 ，現已獲得必(bi)定開(kai)展 ，所研(yan)討產品能夠(gou)到達二、三、四級水(shui)(shui)晶(jing)(jing)的水(shui)(shui)平。但(dan)因為(wei)水(shui)(shui)晶(jing)(jing)在我國的儲量有限 ，價(jia)格昂(ang)貴，質(zhi)(zhi)地不(bu)均勻，有些礦藏雜質(zhi)(zhi)和工藝過程中的混雜物質(zhi)(zhi)不(bu)可能除去。

　　江蘇連云港區域現在處于用水晶作質料制取超純石英砂濾料的國內最高水平 ，可是很多的工業化出產，礦藏安排的均勻性和內涵質量的化學含量的不穩定。只適合于中、等級低石英玻璃 ，高純、低羥基石英質料的技能難關還未霸占 ，我國大口徑石英管、高質量石英棒和石英錠以及光通信運用的石英玻璃仍需求很多進口。

　　國外早在20世紀70年代就開端研討運用石英砂制備高純石英砂的技能。20 世紀80年代美國PPCC公司在英國西北海岸 Foxdale 區域的花崗巖中提純石英，產品 SiO2 的含量達 99. 99 % ，Fe 雜質小于1×10-6，其他過渡元素小于5×10-6；20 世紀90年代到現在世界上最大的高純石英供貨商-美國Unimin 公司在北卡羅來那州 Spruce Pine 區域的花崗巖中分選、提純出高純石英 ，經提純后SiO2的含量達99. 99%以上，純度最高者SiO2的含量達99. 999%以上，其高純石英在國內外質料商場占有獨占方位。氧化硅的純度現在正在由99. 9992%向99.9994% 的方向開展。

　　日本的 Kemmochi 和Sato分別在(zai)傳統工藝基礎上(shang)，綜合運用浮選(xuan)、磁選(xuan)、電(dian)選(xuan)、高溫氯化等物(wu)理(li)、化學(xue)辦法提(ti)純(chun)技能，將脈石英加工成超(chao)高純(chun)石英玻璃質料，以滿意光(guang)(guang)學(xue)、光(guang)(guang)纖套管、電(dian)子(zi)工業(ye)用高級石英玻璃出產的需求 。

　　2、硅石雜質賦存狀(zhuang)況(kuang)

　　硅石除了首要礦藏石英(ying)外(wai) ，一般伴有長石、云母、粘(zhan)土和(he)鐵(tie)質(zhi)等雜(za)質(zhi)礦藏。制備的高純和(he)超高純石英(ying)質(zhi)料 ，是(shi)除了二氧化硅外(wai)其(qi)它都是(shi)雜(za)質(zhi)，其(qi)間(jian)首要的有害雜(za)質(zhi)是(shi)含(han)(han)(han)鐵(tie)和(he)含(han)(han)(han)鋁雜(za)質(zhi) ，所以(yi)硅質(zhi)質(zhi)料提純辦法和(he)工藝流程的前進和(he)改善也首要表現在對(dui)含(han)(han)(han)鐵(tie)雜(za)質(zhi)和(he)含(han)(han)(han)鋁雜(za)質(zhi)的有效脫除上。

　　鐵在(zai)(zai)硅石中(zhong)(zhong)常以(yi)(yi)以(yi)(yi)下幾種方式存在(zai)(zai)以(yi)(yi)微(wei)細粒(li)狀況賦存在(zai)(zai)粘土 ，或(huo)(huo)者高嶺(ling)土化的長石中(zhong)(zhong)；以(yi)(yi)氧化鐵薄膜(mo)方式附著在(zai)(zai)石英(ying)顆(ke)粒(li)的外表；含在(zai)(zai)重礦藏和鐵礦藏等顆(ke)粒(li)中(zhong)(zhong)；在(zai)(zai)石英(ying)顆(ke)粒(li)內部(bu)呈浸染或(huo)(huo)透(tou)鏡(jing)狀況或(huo)(huo)以(yi)(yi)固溶態存在(zai)(zai)于(yu)石英(ying)晶體內部(bu)。此外，加工過程中(zhong)(zhong)也(ye)會混入必定量的機械鐵。

　　含鋁(lv)雜質首(shou)要(yao)來自長石(shi)、云(yun)母和粘土礦藏 ，還有Al3+ 代替 Si4+ 存在于石(shi)英晶(jing)格(ge)中(zhong)。這種異價(jia)類質同象的替換，常構成堿金屬陽離子進入結構空(kong)隙，以保(bao)持電子的平衡，構成結構雜質。

　　此外 ，硅石(shi)中(zhong)遍及存(cun)有(you)流體(ti)包(bao)裹(guo)(guo)(guo)(guo)體(ti) ， 按其(qi)成因可分原(yuan)生(sheng)包(bao)裹(guo)(guo)(guo)(guo)體(ti)、假次生(sheng)包(bao)裹(guo)(guo)(guo)(guo)體(ti)、次生(sheng)包(bao)裹(guo)(guo)(guo)(guo)體(ti)三(san)類 ，原(yuan)生(sheng)包(bao)裹(guo)(guo)(guo)(guo)體(ti)是先于主(zhu)礦(kuang)藏(zang)(zang)或與主(zhu)礦(kuang)藏(zang)(zang)一起構成的包(bao)裹(guo)(guo)(guo)(guo)體(ti) ，其(qi)特點是包(bao)裹(guo)(guo)(guo)(guo)體(ti)生(sheng)成后不發作(zuo)空(kong)間上(shang)的移動。原(yuan)生(sheng)包(bao)裹(guo)(guo)(guo)(guo)體(ti)占有(you)主(zhu)礦(kuang)藏(zang)(zang)結晶結構方位上(shang) ，均勻散(san)布(bu)于晶體(ti)中(zhong)。

　　假(jia)次生包(bao)裹(guo)體(ti)是在(zai)主礦藏結晶過程(cheng)中 ，因(yin)為應力和結構(gou)作(zuo)用 ，使已結晶的(de)礦藏發(fa)作(zuo)破碎和裂開 ，在(zai)這些裂隙(xi)中 ，成礦溶液又重新(xin)進入而發(fa)作(zuo)重結晶時構(gou)成的(de)包(bao)裹(guo)體(ti)。其(qi)特點是構(gou)成之后在(zai)空間上發(fa)作(zuo)過位移。假(jia)次生包(bao)裹(guo)體(ti)外端終止于晶體(ti)內的(de)一(yi)個生長面 ，并存在(zai)著顯(xian)著的(de)擺放面。

　　次生包(bao)裹體是構成于主礦藏結(jie)晶基本(ben)完(wan)成之后(hou)(hou)任何過(guo)程的包(bao)裹體 ，晶體構成后(hou)(hou) ，因受外界作用力的影響而(er)決裂(lie)(lie) ，發作裂(lie)(lie)隙 ，這時在(zai)環境中活動(dong)的含礦溶(rong)液就有可能(neng)進入(ru)晶體內成為包(bao)裹體。次生包(bao)裹體一般在(zai)后(hou)(hou)期結(jie)構愈合(he)的方位上 ，常沿裂(lie)(lie)隙散布 ，且幾(ji)組包(bao)裹體能(neng)夠(gou)相(xiang)交 ，形(xing)狀較(jiao)為復雜。

　　流體(ti)(ti)體(ti)(ti)積很(hen)小(xiao)，一般直(zhi)徑在微(wei)米左右，粉碎石英礦時，次(ci)生包(bao)裹(guo)體(ti)(ti)就(jiu)簡單被機械決裂，但原生包(bao)裹(guo)體(ti)(ti)，就(jiu)很(hen)難決裂消除 ，即運用高溫(wen)滾燒也只能將(jiang)外表部(bu)分氣(qi)體(ti)(ti)包(bao)裹(guo)體(ti)(ti)迸裂，缺乏以改(gai)動內(nei)部(bu)細小(xiao)氣(qi)泡狀況。流體(ti)(ti)包(bao)裹(guo)體(ti)(ti)中(zhong)的小(xiao)分子(zi)氣(qi)體(ti)(ti)能夠經過高溫(wen)文(wen)延伸排氣(qi)時間等(deng)排出(chu)。但CO、CO2等(deng)氣(qi)體(ti)(ti)極難從固體(ti)(ti)或熔體(ti)(ti)中(zhong)排出(chu)，構(gou)成熔制產(chan)品缺點。

　　3、選礦提純(chun)工(gong)藝

　　依據硅石礦藏質料的雜質和包(bao)裹體的賦存狀(zhuang)況 ，在選礦提純工(gong)(gong)藝首要分(fen)擦洗-磁選-浮選-酸浸(jin)等(deng)工(gong)(gong)藝流程 ，跟(gen)著選礦工(gong)(gong)藝研討的不斷深(shen)入，又引進(jin)了電選和生物選礦等(deng)。

　　石英砂廠家的選礦提純工藝流程的是依據質料礦中雜質礦藏的賦存狀況、選礦本錢和制品的工業用處的要求斷定的辦法按必定的工序聯合起來擬定的。

　　現在(zai)最老練(lian)和工業使(shi)用最廣(guang)泛的(de)(de)是“無(wu)氟(fu)有(you)酸酸性”法，中、堿性和其他辦法還僅限于實驗室研(yan)(yan)討(tao)，但因為其本身的(de)(de)優越(yue)性 ，具有(you)良好的(de)(de)使(shi)用遠景。因而其工業化使(shi)用研(yan)(yan)討(tao)將是往(wang)后開展的(de)(de)方向。

　　硅石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)礦(kuang)藏(zang)選(xuan)(xuan)礦(kuang)提(ti)純(chun)(chun)工藝(yi)研(yan)討盡管已獲得很(hen)(hen)大的開(kai)(kai)展 ，但(dan)開(kai)(kai)展很(hen)(hen)緩慢 ，每年發(fa)表該方面的論文缺乏十篇。筆者以為限制(zhi)硅石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)代替水(shui)晶(jing)的選(xuan)(xuan)礦(kuang)提(ti)純(chun)(chun)工藝(yi)的開(kai)(kai)展的首要(yao)因(yin)素是：其一， SiO2 和(he)微(wei)量元素含(han)量的化驗(yan)分析的本(ben)錢(qian)和(he)需求精確度太高(gao)，不(bu)(bu)能(neng)被廣泛的研(yan)討；其二，包裹體(ti)的去除(chu)技能(neng)還不(bu)(bu)理(li)想(xiang)，只要(yao)很(hen)(hen)少含(han)包裹體(ti)數(shu)量少的硅石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)礦(kuang)藏(zang)有可能(neng)經選(xuan)(xuan)礦(kuang)提(ti)純(chun)(chun)后(hou)代替天然水(shui)晶(jing)出產高(gao)純(chun)(chun)或超(chao)高(gao)純(chun)(chun)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)粉。而絕大多數(shu)的含(han)包裹體(ti)較多的硅石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)礦(kuang)藏(zang)還不(bu)(bu)能(neng)用于深加(jia)工出產高(gao)純(chun)(chun)或超(chao)高(gao)純(chun)(chun)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)粉。