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酸洗是石英砂提纯必不可少的重要环节，其主要作用是去除一些溶于酸的金属氧化物和部分硅酸盐矿物。

酸洗工艺分静态酸洗和动态酸洗两种方法：

静态酸洗是将石英砂放入耐酸的塑料容器内，用HCl、HNO3、HF组成的混合液浸泡，根据气候条件确定浸泡时间，也需要5~7d；

动态酸洗是将石英砂放入动态耐酸反应釜内，加入HCl、HNO3、HF的三酸配比后的饱和液中进行酸洗，每吨石英砂需600~800kg混合酸液，反应釜经过55~60℃的加热，双锥反应釜自转运动时石英砂在反应釜内动态翻滚，以达到酸化均匀的目的。

1、反应釜加热动态工艺技术特点及存在问题

随着科学技术的进步，由原来的箱体自然温度浸取法改变为反应釜加热动态工艺技术，大大缩短酸洗反应时间，从而达到质量稳定的目的。

但是目前反应釜内壁耐酸材质为聚乙烯塑料，经过加热滚塑黏附于反应釜内壁，而由于聚乙烯塑料的耐温性受到一定的限制，导致加热酸洗石英砂过程中的温度只能在50~60℃，而石英砂处于上述温度界限内时，其晶格体系还完全处于闭合状态，故此种方式的酸洗工艺仅仅只能去除石英砂表面的杂质，而晶格体系内残存的大量有害元素依然无法去除。

另外，饱和酸洗工艺技术的回收液含有大量有害物质，重复使用1~2次之后也会使酸洗效果大大降低，最终会造成无法使用的大量尾酸、废液的产生，需要采用中和处理排放，但是这种尾酸废液是三酸混合体，Cl-、F-、NO3-等成分相当复杂，很难达到排放标准，会造成严重的环境污染。

鉴于上述技术方法，传统饱和酸洗工艺在石英砂酸洗完成后将饱和酸洗尾酸排放储存，而石英砂里依然残存有大量的尾酸不能排出，残存于石英砂里的尾酸高达25%~30%，这时只能采用加水过滤反复清洗，大量的尾酸废水进入污水处理池内需要进行中和处理。

故传统的饱和酸洗工艺配比含有大量的HF，而HF恰恰又是SiO2的克星，两者相遇SiO2就会溶解，溶解后的物质为。如果石英砂在纯净水清洗不完全彻底时，就会产生微量的超细粉体，在生产石英坩埚、石英碇、气炼石英拉管时就会产生大量的微气泡，使其质量下降，或者质量根本不合格，这也是高纯石英砂在加工过程中所产生的气液包裹体的原因之一。

2、反应釜加热动态工艺技术优化探索

由此可见，需要对现有的石英砂酸洗工艺进行改进，提高处理后石英砂的纯度，同时减少尾酸废水的产生，避免严重的环境污染。

（1）将双锥反应釜中内壁材料为聚四氟乙烯材料，此材料不但耐各种强酸，而且使用温度可高达120℃，这有利于提高石英砂在酸洗过程中的温度，使石英砂的晶格体系完全处于开口状态，有利于酸洗过程中酸液浸入石英晶格体系内部，将内部的杂质相溶解，提高酸洗后

石英砂的纯度。

（2）酸洗过程中只采用工业盐酸作为酸洗材料，几乎能与所有除SiO2外的杂质发生反应，同时又保障石英砂晶体不受破坏。

（3）酸洗过程中将反应釜升温到100~120℃，使反应釜的实际温度大于100℃，此时石英砂在反应釜内呈蓬松状态，其晶格体系就会产生膨胀，石英砂就会产生裂纹，而反应釜里的HCl受到高温作用由液态变为HCl气态，气态HCl进入石英砂晶格内部进行循环，与石英砂内含的杂质微量元素Al、Ca、Cu、Fe、K、Li、Na、Cr、Mn、Ti等发生剧烈反应，从而能够除去固态石英砂包裹体中含有的大量的杂质元素，此方法是利用温差膨胀系数的变化，使石英砂中的杂质能充分暴露，使HCl气体充分浸入石英晶格体系里面与有害元素发生反应，达到提纯石英砂的目的；

（4）采用工业盐酸作为酸洗材料，与石英砂中的杂质元素反应后几乎全部生成金属氯盐，在采用纯净水进行清洗酸洗后的石英砂的基础上能够溶于水溶液中，以废水的形式排除，易于进行中和处理，减少环境污染。

3、内蒙古透明石英矿酸洗案例

以内蒙古某地品质较好的透明石英矿为原料，选取聚四氟乙烯材料为内壁材料的双锥反应釜，按照100:8的重量比加入原矿材料和工业盐酸。

将双锥反应釜按照18~22r/min的速率升温至110℃，使反应釜内部温度达到110℃以上时进行保温6h，在反应釜升温及保温的过程中保持所述反应釜处于运转状态，转速为18~22r/min，使反应釜内的HCI与石英砂充分混合，同时打开反应釜的排气阀门，使处理过程中产生的废气排除后进入废气回收塔，再进行中和处理。

保温结束后向反应釜中注入65℃以上的纯净水，以18~22r/min的转速运转反应釜，清洗反应釜中的石英砂30min，清洗结束后停止加热，采用高压气泵增压排放的方式将清洗废液排除赶紧，重复进行清洗3次，即可得到高纯石英砂。

石英酸洗前后指标分析

指标原矿酸洗精矿Al48.7830.7Fe1.360.35Ca2.951.56Mg1.050.36Ti1.871.22Ni0.020.02Mn0.360.15Cu0.390.3Li4.952.35Na0.950.6K1.020.32Co0.0150.012B0.20.15

改进后的酸洗提纯工艺，相比现有技术，能够降低石英砂中杂质的含量，得到纯度更高的石英砂。经过改进后方法中由传统的三酸合一变为单一HCl酸洗石英砂、由传统饱和酸洗改进为少量的HCl半干闷法酸洗方法，具有节约原料、减少用酸量、减轻污染、提高酸洗效果、污水治理循环使用的目的。