高纯石英砂酸洗药剂及配比

高纯石英砂酸洗药剂及配比

高纯石英砂的酸洗工艺是去除金属氧化物（如Fe、Al等）和表面杂质的核心环节，其药剂选择和配比直接影响提纯效果与生产成本。以下为行业内主流应用方案及配比参数：

一、核心酸洗药剂体系

1.草酸（H₂C₂O₄）+氢氟酸（HF）

配比：草酸浓度8%-12%，氢氟酸浓度0.5%-1.5%（重量比）]。

适用场景：高纯度石英砂（SiO₂≥99.99%）的铁、铝杂质深度去除，尤其针对晶格内包裹体。

工艺条件：

温度：65-75℃（石墨换热器控温）]；

时间：3-6小时（动态搅拌）]；

协同增效：加入少量氟硅酸（H₂SiF₆）可提升对钛杂质的去除率]。

2.盐酸（HCl）+氢氟酸（HF）

配比：盐酸浓度4-6mol/L，氢氟酸浓度0.5%-1%]。

适用场景：中低纯度石英砂（SiO₂≥99.5%）的快速酸洗，成本较低但需严格废液处理。

工艺条件：

温度：常温或40-50℃（缩短反应时间至12-24小时）]；

分步处理：先盐酸洗出金属氧化物，后氢氟酸溶解硅酸盐残留]。

二、辅助添加剂与增效技术

1.氧化还原剂：

绿矾（FeSO₄·7H₂O）：在草酸体系中加入0.1%-0.3%绿矾，通过Fe²⁺还原高价铁氧化物，提升Fe去除率至98%以上]。

抗坏血酸（C₆H₈O₆）：用于防止Fe³⁺二次沉淀，添加量0.05%-0.1%]。

2.表面活性剂：

十二烷基苯磺酸钠（SDBS）：添加0.01%-0.03%，降低溶液表面张力，增强酸液渗透性，缩短反应时间20%-30%]。

三、环保型酸洗方案

1.低氟复合酸体系：

氟硅酸（H₂SiF₆）+柠檬酸（C₆H₈O₇）：

配比：氟硅酸3%-5%+柠檬酸2%-4%，pH值控制在1.5-2.5]；

优势：废液毒性降低50%，Fe₂O₃残留≤5ppm]。

2.循环酸洗技术：

通过电渗析（ED）回收酸液，氢氟酸回用率≥80%，草酸补充量减少60%]。

四、典型工艺参数对比

五、操作要点与风险控制

1.安全防护：氢氟酸需配备钙螯合剂（如葡萄糖酸钙）应急处理，操作区设置负压通风]。

2.杂质监控：每批次使用ICP-OES检测13种金属杂质，确保总量≤30ppm]。

3.配比动态调整：根据原矿Fe₂O₃含量（如0.1%→0.01%）优化酸浓度，草酸每降低1%可节约成本15元/吨砂]。

注：以上数据基于2024年行业实践]，实际应用需结合矿石特性验证。