高纯石英砂的原料和提纯工艺

高纯度石英砂，即SiO2含量超过99.9%的石英砂，以其高纯白色、低杂质含量而著称。这种材料具备卓越的耐温性、化学稳定性、电绝缘性和透光性，成为高新技术产业中不可或缺的矿物原料。

高纯石英砂的原料来源

最初，高纯石英主要从一、二级天然水晶中提取，但随着科技行业的迅猛发展，天然水晶的有限储量已无法满足工业需求。因此，人们开始从其他石英矿石中寻找高纯石英。在我国，可作为高纯石英原料的矿床主要有石英岩、石英砂岩和脉石英三种类型。

1. 石英岩石英岩是一种主要由石英组成的变质岩，由石英砂岩和硅质岩石变质作用形成，SiO2含量超过85%，含有少量云母矿物、赤铁矿和针铁矿。石英岩主要分布在青海、辽宁和陕西。

2. 石英砂岩石英砂岩是一种由石英颗粒胶结而成的沉积岩，SiO2含量高达95%，主要为硅质胶结，铁胶结量小，页岩含量少。石英砂岩结构稳定，通常呈淡褐色或红色，主要分布在福建、广东、广西南部、海南西北部和山东北部沿海地区。

3. 脉石英脉石英是指以脉状产出的石英矿产资源，SiO2含量高达99%。脉石英矿产资源分布广泛，但矿床规模一般不大，矿体呈不规则脉状，开采难度和成本相对较高。脉石英矿物成分单一，几乎全部为SiO2，但矿石中存在气液包裹体、矿物包裹体和类质同象等多种杂质。

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高纯石英的提纯技术

高纯石英的提纯方法主要分为物理法和化学法，根据不同石英原料的矿石性质，采用不同的分选技术。物理法提纯包括擦洗、脱泥、重选、磁选、浮选等工艺，可以有效去除单体存在的矿物杂质。化学法提纯则包括酸（碱、盐）处理法和热处理法，主要去除包裹体形式存在的杂质。

1. 酸处理法利用SiO2几乎不溶于所有酸（除氢氟酸和热磷酸外）的特性，对石英砂进行酸浸处理，可以进一步去除Fe、Al、Ga、Mg、Na、K等金属杂质离子，使杂质含量降至高纯石英砂标准。酸浸法通常使用氢氟酸、硫酸、盐酸和硝酸的混合溶液。

2. 热处理法（1）高温爆裂法 利用高温焙烧、微波加热等方法在石英晶体表面创造晶体缺陷和高能区，使气液包裹体气化膨胀，再通过水淬使气液包裹体爆裂，去除挥发性杂质和残留浮选剂。

    （2）氯化焙烧法       氯化焙烧是去除石英晶格杂质、碱金属等间隙原子类杂质的主要方法，通过一定温度和氛围条件下的氯化剂（如氯气、氯化氢等）将杂质组分离子转化为  低沸点氯化物，实现杂质分离。氯化焙烧可分为高温焙烧、中温焙烧和氯化-离析等方法。