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2004年第4期中国非金属矿工业导刊总第42期

[加工技术及设备]
高纯石英的加工工艺研究

金达表1，张兄明2，邹蔚蔚2
（1．夏门艾思欧标准砂有限公司，福建厦门361022；2.中非地质工程勘查研究院,北京100102）

[摘要]本文总结了高纯石英的用途、国内外研究现状。在矿物学研究的基础上，进行了选矿试验及提纯实验研究。
[关键词]高纯石英；选矿；提纯
[中图分类号]TD973.3;TD926.1[文献标识码]A[文章编号]1007-9386(2004)04-0044-03

透明石英玻璃由单一组分SiO2组成，具有优良德、日等发达国家，在寻找替代水晶的高纯石英方面
的光学、热性能、化学稳定性和耐辐照性能，因而作了大量的工作，并取得了一定的效果。20世纪80年
在电子工业、电光源、光通讯、军工等方面具有广代美国PPCC公司在英国西北海岸Foxdale地区的花岗岩
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泛的用途。石英玻璃原料——石英的质量是影响性中提纯石英，SiO2的含量达99.99%，Fe杂质小于1×10，
能的重要因素，而其主要质量要求是低杂质及气液其他过渡元素小于5×10-6，供应西欧作为石英玻璃原
包裹体含量。只有高品级天然水晶(一、二级水晶)料。进入90年代，美国Unimin公司在北卡罗来那州
能达到要求。熔炼水晶一直是国内外石英玻璃的主SprucePine地区的花岗岩中分选、提纯出高纯石英，

要原料，其中法国、巴西、马达加斯加和我国的江经提纯后SiO2的含量达99.99%以上，纯度最高者SiO2
苏东海、广西是世界上重要的水晶产地。的含量达99.999%以上，其产品的质量能很好的满足
据行家估计，目前我国年消耗熔炼水晶及硅石各种透明石英玻璃的要求，被广大的厂家认可。
约5000t，其中一、二级熔炼水晶的年需求量约为有关资料显示，该地区由前寒武的基岩构成，
1500t，随着电光源、电子工业、半导体以及国防上部为沉积变质岩和火山岩，岩浆侵入体可划分为
工业的发展，高品级的石英原料需求有加速上升的细晶岩、粗粒状结晶的伟晶岩、花岗岩，其中花岗
趋势。有关资料显示，截止到20世纪90年代我国的岩为该地区的主要侵入体。

熔炼水晶的保有储量仅为7000～8000t，而其中日本于90年代从细粒伟晶岩中分离出透明的高
一、二级水晶只占20%，同时，我国水晶矿床贫矿纯石英。德国和俄罗斯则在脉石英、变质石英岩中
多、富矿少，高级别储量少，多为伴生矿床，开采寻找高纯石英。
条件差，开采后多凭手工分选，各地水晶杂质含量美国尤尼明公司(Unimin)是目前世界上最大的
差别较大，产品质量不稳定，难于实现原料的标准高纯石英供应商，其高纯石英在国内外原料市场占据
化供应，远不能达到高品级石英玻璃的现代化生产垄断地位。目前我国每年要从该公司进口高纯石英约
要求。再者，生产厂家多凭水晶的透明度和经验辨800t，其产品售价为30～100元/kg，需求数量仍在不
别水晶的质量来选购原料，原料质量不能得到定量断增加。而美国现开采的矿山仅有4km2，资源不断减
化的保证。由于生活水平的提高，人们对观赏和装少，开采成本不断增加，其产品价格逐年增加。
饰用水晶的需求量激增，从而加剧了石英玻璃原料近年来，国内外非常重视石英提纯工艺的改
的紧张状况，熔炼水晶的价格居高不下，一、二级进，尤其重视普通石英的开发利用。总体来说，高
水晶的售价在30～40元/kg，严重地制约了我国石英纯石英的开发研究分为三个步骤：石英原矿石的工
玻璃工业的发展。目前，为弥补高品级水晶供应上艺矿物学研究、选矿试验研究及提纯实验研究。
的缺口，我国每年需进口约800t高品级石英原料。1石英矿石的矿物学研究
在世界范围内同样面临着高品级石英原料的紧石英在自然界分布极为广泛，在沉积岩、变质

缺，由于全球光通讯、半导体工业的发展，水晶储量［收稿日期］2004-06-22
逐年减少，逐渐趋向枯竭。为了应对这种局面，美、［作者简介］金达表，男，42岁，高级工程师。

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2004年第4期中国非金属矿工业导刊总第42期

岩和侵入岩（含伟晶岩）中均有分布，大多数情况酸钠(捕收剂)；硫酸(调整剂)
下石英中的气液包裹体以及晶格中的杂质离子含量2.2浮选试验
比较高，选矿提纯的难度较大。应该选择上述杂质影响长石与石英浮选分离的主要工艺因素有磨
含量低且具有一定粒度的石英晶体或含石英的岩石矿细度、混合捕收剂用量、二胺与石油磺酸钠配
作为研究和开发的对象。比、矿浆pH值等。本试验就上述每个因素进行了系
通过搜集、查阅相关地质信息及资料，对含石统试验，试验流程见图1。
英岩石地质成因进行分析，我们采取了河北、广西原砂
白岗岩及青海石英岩样品。对上述岩石的岩相组成磁选
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和石英晶体内部相组成进行显微分析，结果表明河
预