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高纯石英砂被视作一种战略资源,应用领域涉及半导体、太阳能等诸多高新技术行业,且需求量逐渐增大,水晶作为高纯石英砂最适宜原料,储量日益减少。而石英砂矿可以用作水晶的替代品,为高新技术行业提供原料支持,因此,对石英砂纯化技术研究意义重大。本研究对江苏某厂石英块矿采取破碎-焙烧-水淬-粉碎-磁选-浮选-酸浸等联合工序处理,进行了纯化试验研究。工艺矿物学研究表明,原矿中石英为它形晶,不等粒状结构,块状构造,杂质矿物主要有云母、长石和褐铁矿等,其中石英含量高达99%,总杂质含量超过500μg/g,Fe、Al和Ti等含量较高,分别为178.2μg/g、152.6μg/g和22.5μg/g。焙烧-水淬处理后,试样硬度明显降低,最佳焙烧条件为温度900℃、时间2h。焙烧试样分别采用对辊破碎机与行星球磨机进行粉粹处理,分别可以得到合格粒级(0.1mm~0.3mm)含量60.98%和44.11%。高梯度磁选试验表明,在磁场强度为1.7T、细钢棒作为磁介质的条件下,合格粒级试样经过一次磁选,Fe、Ti含量分别降至61.3μg/g、1.4μg/g。采用浮选进一步提纯,在pH值为2.5~3,抑制剂水玻璃用量为600g/t,捕收剂十二胺用量为1200g/t的条件下,Fe、Al含量分别从61.3μg/g、145.4μg/g降至33.3μg/g、95.3μg/g。浮选精矿在混酸(H2SO4:HCl:HNO3:HF=10:5:3:1)浓度为50%,液固比2:1ml/g,温度70℃时间2h的条件下酸浸处理,Li、Na、K含量分别由1.4μg/g、48.3μg/g、50.9μg/g降至0.7μg/g、7.8μg/g、4.0μg/g,Fe、Al和Ti含量分别降至4.1μg/g、12.1μg/g和0.8μg/g,并获得杂质总含量37.2μg/g的高纯石英砂。原矿和最终产品的显微图片对比表明,提纯后的石英砂表面粗糙,并形成了丰富的裂痕。通过进一步热力学分析可知,HF对杂质的溶解效果最好,而且可以溶蚀石英。