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| 高純石英的加工工藝研究 |
| 來源： 更新時間：2013-05-25 23:28:33 瀏覽次數： |
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高純石英的加工工藝研究
金達表，張兄明，鄒蔚蔚
（1．夏門艾思歐標準砂有限公司，福建 廈門 361022；2.中非地質工程勘查研究院,北京 100102）
[摘 要] 本文總結了高純石英的用途、國內外研究現狀。在礦物學研究的基礎上，進行了選礦試驗及提純實驗研究。
[關鍵詞] 高純石英；選礦；提純
透明石英玻璃由單一組分SiO2組成，具有優良的光學、熱性能、化學穩定性和耐輻照性能，因而在電子工業、電光源、光通訊、軍工等方面具有廣泛的用途。石英玻璃原料——石英的質量是影響性能的重要因素，而其主要質量要求是低雜質及氣液包裹體含量。只有高品級天然水晶( 一、二級水晶)能達到要求。熔煉水晶一直是國內外石英玻璃的主要原料，其中法國、巴西、馬達加斯加和我國的江蘇東海、廣西是世界上重要的水晶產地。
據行家估計，目前我國年消耗熔煉水晶及硅石約5 000t，其中一、二級熔煉水晶的年需求量約為1 500t，隨著電光源、電子工業、半導體以及國防工業的發展，高品級的石英原料需求有加速上升的趨勢。有關資料顯示，截止到20世紀90年代我國的熔煉水晶的保有儲量僅為7 000～8 000t，而其中一、二級水晶只占20% ，同時，我國水晶礦床貧礦多、富礦少，高級別儲量少，多為伴生礦床，開采條件差，開采后多憑手工分選，各地水晶雜質含量差別較大，產品質量不穩定，難于實現原料的標準化供應，遠不能達到高品級石英玻璃的現代化生產要求。再者，生產廠家多憑水晶的透明度和經驗辨別水晶的質量來選購原料，原料質量不能得到定量化的保證。由于生活水平的提高，人們對觀賞和裝飾用水晶的需求量激增，從而加劇了石英玻璃原料的緊張狀況，熔煉水晶的價格居高不下，一、二級水晶的售價在30～40元/kg，嚴重地制約了我國石英玻璃工業的發展。目前，為彌補高品級水晶供應上的缺口，我國每年需進口約800t高品級石英原料。
在世界范圍內同樣面臨著高品級石英原料的緊缺，由于全球光通訊、半導體工業的發展，水晶儲量逐年減少，逐漸趨向枯竭。為了應對這種局面，美、德、日等發達國家，在尋找替代水晶的高純石英方面作了大量的工作，并取得了一定的效果。20世紀80年代美國PPCC公司在英國西北海岸Foxdale地區的花崗巖中提純石英，SiO2的含量達99.99%，Fe雜質小于1×106，其他過渡元素小于5×10-6，供應西歐作為石英玻璃原料。進入90年代，美國Unimin公司在北卡羅來那州pruce Pine地區的花崗巖中分選、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，其產品的質量能很好的滿足各種透明石英玻璃的要求，被廣大的廠家認可。有關資料顯示，該地區由前寒武的基巖構成，上部為沉積變質巖和火山巖，巖漿侵入體可劃分為細晶巖、粗粒狀結晶的偉晶巖、花崗巖，其中花崗巖為該地區的主要侵入體。日本于90年代從細粒偉晶巖中分離出透明的高純石英。德國和俄羅斯則在脈石英、變質石英巖中尋找高純石英。美國尤尼明公司(Unimin)是目前世界上最大的高純石英供應商，其高純石英在國內外原料市場占據壟斷地位。目前我國每年要從該公司進口高純石英約800t，其產品售價為30～100元/kg，需求數量仍在不斷增加。而美國現開采的礦山僅有4km2，資源不斷減少，開采成本不斷增加，其產品價格逐年增加。近年來，國內外非常重視石英提純工藝的改進，尤其重視普通石英的開發利用?？傮w來說，高純石英的開發研究分為三個步驟：石英原礦石的工藝礦物學研究、選礦試驗研究及提純實驗研究。
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