高純臨汾石英砂一般是指SiO2含量高于 99.9% 的石英微粉,主要應(yīng)用在 IC 的集成電路和石英玻璃等行業(yè),其高檔產(chǎn)品更被廣泛應(yīng)用在大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路、光纖、激光、航天、軍事中。高純臨汾石英砂是中性無機(jī)填料,不含結(jié)晶水,不參與被填充物的化學(xué)反應(yīng),是一種非常穩(wěn)定的礦物填料,廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、陶瓷和涂料中,既可增加產(chǎn)品的各種新功能,也可節(jié)約大量原料。
臨汾石英砂提純
臨汾石英砂提純是除去臨汾石英砂中少量或微量雜質(zhì),獲得精制臨汾石英砂或高純臨汾石英砂(如電子級產(chǎn)品)的高難度分離技術(shù)。近年來,國內(nèi)生產(chǎn)生產(chǎn)高純臨汾石英砂主要工藝流程為:原礦硅石經(jīng)洗礦機(jī)洗去泥沙,破碎機(jī)粗破后,將合格石英料投入焙燒爐中,在850℃~980℃溫度下焙燒6個(gè)小時(shí),焙燒后將石英料拖入清水中進(jìn)行水淬,再經(jīng)人工揀選出去除雜質(zhì)后送入破碎機(jī)進(jìn)行破碎并過篩,再將通過篩網(wǎng)的臨汾石英砂送入磁選機(jī),磁選后臨汾石英砂投入到配有HCl和HF混合酸的酸缸中浸泡一周,再經(jīng)浮選、脫水、烘焙、冷卻、包裝,制得高純臨汾石英砂。
臨汾石英砂提純主要流程及技術(shù)要求:
1、粗選:將各類石英原礦中的明顯的雜質(zhì)和異物去除;
2、破碎:采用專業(yè)破碎機(jī)將石英原礦破碎至粒徑為1~20mm的顆粒;
3、水淬:將被燒后的石英顆粒置于冷水中快速冷卻,以達(dá)到去除礦物內(nèi)部的汽泡、水紋以及一些包裹的雜質(zhì)的目的,使礦物裂開。石英煅燒水淬處理也稱熱力破碎 ,是指石英在高溫煅燒時(shí)會發(fā)生晶形轉(zhuǎn)變(α石英→β 石英→β鱗石英) ,從而使體積增大,晶體中原有的缺陷程度變得更嚴(yán)重,當(dāng)水淬時(shí)晶體體積突然變小,晶體缺陷處的內(nèi)應(yīng)力迅速增大促使晶體在缺陷處破裂的一種方法。晶體在缺陷處破裂,使原石英中的包裹體和裂隙中的雜質(zhì)暴露在顆粒表面,酸處理時(shí)就能易于除去。
4、粉碎:采用濕磨或干磨將原料制成粒徑在5~50μm的超細(xì)臨汾石英砂;
5、高梯磁磁選:選用磁場強(qiáng)度為50~15000高斯的高梯磁磁選選礦設(shè)備,取出原料本身和操作過程中引入的鐵等單質(zhì)以及具有弱磁性的這些單質(zhì)的化合物;
6、分級:利用分級設(shè)備按標(biāo)準(zhǔn)將原料分成多種粒度范圍產(chǎn)品,在后續(xù)處理中,根據(jù)粒度范圍均進(jìn)行分別處理;
7、焙燒:采用專業(yè)焙燒爐,將石英原礦顆粒在300℃~1500℃的條件下焙燒2~5小時(shí);
8、水碎:將被燒后的石英顆粒迅速置于室溫?zé)崴欣鋮s,溶去焙燒生成的易溶性物質(zhì),并通過對水加熱0.5~2小時(shí),以增加該部分可溶性物質(zhì)在水中的溶解度。
9、浮選:向水碎后的臨汾石英砂細(xì)粉加入浮選劑,將比重小于1的雜質(zhì)除去;
10、去離子水洗:用去離子水洗除殘余的浮選劑和臨汾石英砂表面的雜質(zhì);
11、干燥:先將去離子水洗后的臨汾石英砂進(jìn)行風(fēng)干(晾干)等除去大批量的水,然后再在特種干燥設(shè)備中進(jìn)行干燥,并加熱至100℃~200℃;
12、酸浸:將干燥后的臨汾石英砂加入浸漬槽,在干燥高溫的條件下迅速加入酸浸所用的酸(硫酸、鹽酸、硝酸或氫氟酸),酸的濃度為5%~20%,在30℃~100℃的條件下恒溫?cái)嚢?~24小時(shí),除去臨汾石英砂細(xì)粉中的微量金屬和非金屬雜質(zhì);酸浸是高純臨汾石英砂提純工藝中的重要工序之一,無論是制備電光源用石英玻璃,還是用于制備光伏以及半導(dǎo)體器件用的石英原料,都必須采用的工序。酸浸主要是為了去除溶于酸的金屬氧化物和部分硅酸鹽礦物。在經(jīng)歷焙燒水淬、揀選、強(qiáng)磁選后,大多數(shù)氧化物及雜質(zhì)礦物已被去除,但還有部分氧化物及雜質(zhì)礦物處在晶界、微裂隙及晶體內(nèi),去除有些困難,因此采用長時(shí)間的酸浸,以去除此類雜質(zhì)。
13、去離子水洗:將酸浸后的原料用去離子水洗去原料包含的酸液等,直至呈中性;
14、干燥及包裝:用特種干燥設(shè)備將原料進(jìn)行干燥,并在凈化車間內(nèi)進(jìn)行真空包裝,得到產(chǎn)品。