從海砂到高純石英砂的加工,是一個逐級提純的精密過程,其核心在于通過物理和化學方法,層層剝離雜質。整個過程可以清晰地分為四個主要階段:
01
第一階段:原料預處理
這個階段是“打基礎”。海砂上岸后,首先進行篩分和機械擦洗。目的是利用石英硬度高、耐磨的特性,通過摩擦和篩分,去除附著在表面的污泥、貝殼碎片以及云母等軟質、易碎的雜質,初步富集石英顆粒,為后續深度加工做好準備。
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02
第二階段:物理分選
基礎清理后,進入更精細的礦物分離環節。這里主要依靠兩大技術:
光電色選:利用不同礦物對光的反射特性不同,機器可以快速識別并分揀出顏色異常的顆粒,如長石、褐鐵礦等,實現高效分選。
多級磁選:這是去除磁性雜質的關鍵。流程中會串聯使用不同磁場強度的磁選機(從幾千到上萬高斯),先去除強磁性的機械鐵,再逐步去除赤鐵礦、黑云母等弱磁性雜質,確保石英的“磁純度”。
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03
第三階段:深度化學提純
經過物理分選,石英砂已達到較高純度,但要滿足高端應用,必須攻克表面包裹和晶格間的微量金屬雜質。這里有兩條主流技術路徑:
酸處理與氯化焙燒:
酸浸:使用氫氟酸、鹽酸等混合酸在加熱條件下浸泡,強力溶出大部分金屬雜質。
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氯化焙燒:這是制備頂級純度(如電子級)石英砂的終極手段。在約1100℃的高溫爐中通入氯化氫氣體,使鉀、鈉、鋰等難以用酸去除的堿金屬雜質生成氣態氯化物被帶走,可將雜質總量降至ppm甚至ppb級別。
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04
第四階段:脫水與干燥
提純后的石英砂漿需要經過固液分離(如使用鏈斗式脫水機)和烘干,最終得到干燥、松散的高純石英砂成品,便于包裝、運輸和后續應用。
05
不同純度產品的工藝路徑
制備太陽能級石英砂,通常會采用“破碎 → 煅燒水淬 → 浮選 → 磁選 → 酸洗”的經典組合工藝。
制備更頂級的電子級石英砂,則必須在上述工藝基礎上,增加氯化焙燒這一核心工序,并對生產環境潔凈度有極致要求。
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