高纯的氢氟酸能提高石英砂酸洗效果,并防止泛黄

经多年开采，现在的石英砂都比较高的杂质，生产高纯石英砂加工离不开酸洗，色选等。酸洗是最重要高纯石英加工手段。具有水洗、浮选、磁选等方法难以替代的效果和作用，可有效去除以包裹体形式存在石英砂颗粒表面或镶嵌于颗粒中的杂质。

在实际生产过程中，酸度、时间、温度、洗酸、工艺及设备等是影响酸洗效果的重要因素。

1.酸度

酸洗过程实际上就是让杂质与氢氟酸发生化学反应，在肯定条件下，氢氟酸的浓度与成份不同，和杂质反应的效果不同，因而对高纯石英的质量影响程度也不同。

石英矿石原材料中伴生有大量绿帘石、金红石、云母等杂质矿物，其中大多含有金属氧化物及盐类附贴在石英矿石表面，氢氟酸能与各种金属氧化物及盐类作用，生成可溶性氟化物。

石英的伴生矿物中有很多是含硅的矿物，因此需用肯定比例的氢氟酸，使之有效地溶解石英中的含硅矿物。

实践表明：在肯定温度下，酸度适当加添，单位体积内的反应物分子总数越多，活化分子越多，则反应速度就增快，酸洗效果就提高。

2.温度

石英酸洗的好坏，温度起决议作用。伴生矿物如绿帘石、金红石等在常温下与酸发生的作用是微不足道的，假如在酸浸泡时加热，其效果则会随着温度上升而提高。一年中冬季和夏季处理效果有明显区分，其重要原因就是外界温度高处与低处不同。

温度越高，分子运动越快，分子之间碰撞次数加添，反应速度加快。另一方面，加热可使溶液中非活化分子转化为活化分子，这就加快了反应速度，提高了处理效果。

但温度并不是越高越好，在60℃时，由于温度上升也加快了酸的挥发性，因此酸洗温度把握在50℃左右较为适合。当然假如酸洗设备密封相当好，高温处理效果会更佳。

3.时间

酸度和温度都不变的情况下，石英酸浸时间的长短直接影响除杂效果的好坏。冬天外界气温低，酸与石英中矿物杂质反应速度缓慢，需要延长适当时间，才能达到应有的效果。

另外，酸浸时间与石英颗粒度大小也有肯定关系。石英颗粒小，与酸接触面积大，反应速度快。石英粉颗粒大则反之，因包含在颗粒内部的杂质元素不能与酸很快接触，时间短了酸洗效果就差。

4.洗酸

石英中的杂质矿物经过与酸反应，生成各种可溶或不溶性盐类等，假如洗酸过程操作不当，会严重影响酸洗产品的质量。

例如：在用高纯水清洗酸处理后的石英砂时，酸度降低，杂质元素Ca会与HF酸起反应，生成CaF2沉淀物，并吸附在石英颗粒表面，而CaF2会在拉制石英玻璃管时产生兰变色。

讨论表明：在石英洗酸过程中，可利用化学反应平衡移动的原理来除去CaF2沉淀的产生。即用PH值掌控CaF2沉淀的产生和溶解，其机理如下反应：

CaF2在溶液中电离出少量的Ca2+和F—，同时Ca2+和F—相互碰撞，生成CaF2，构成了可逆平衡式。假如加添H+浓度，使之H+和F—生成HF，便可削减F—浓度，这样就促使CaF2发生溶解反应。

因此，洗酸时需掌控PH值0.5—1，搅拌3—5分钟，然后去除清洗液，连续3—5次，以分别石英粉清洗液中的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Al3+、Na+、K+等离子,然后再用大量去离子水洗至中性。这样即使还有少量的CaF2残留在颗粒表面，但只要不超过它的溶度积，就不会显现沉淀。这样被处理好的高纯石英砂在拉制石英玻璃管时，也就不会产生由CaF2引起的兰变色。

当然其它矿物元素也会引起变色。所以要求高纯石英砂在洗酸时严格操作。

5.酸洗工艺与设备

生产企业表示，酸洗石英砂放置一段时间会再次泛黄，其原因重要有以下3个方面：

（1）石英砂酸洗前没有磁选工艺，酸洗后还有机械铁残留在石英砂中，机械铁快速氧化，导致石英砂直接变成黄色；

（2）洗酸不彻底，表面酸残留在石英颗粒表面也会造成泛黄；

（3）石英砂没有烘干前与搬运工具接触造成二次污染（与铁接触氧化）而泛黄。

因此，为防止石英砂泛黄，在酸洗前必需设置磁选工序；酸浸设备应选用耐酸碱的塑料容器；石英砂清洗干净后立刻进行脱水、烘干；全部加工设备应做好防护，避开石英砂与铁质材料发生接触。

另外，外界环境也会影响酸洗的效果。为了防止空气中粉尘污染，必需对生产、包装、储存等空气环境进行严格把控。