[发明专利]一种制备高纯石英砂的方法

说明书

本发明公开一种制备高纯石英砂的方法，包括以下步骤：(1)将氧化还原活性物与弱酸混合成活性混合物，在活性混合物中加入清水，配置成活性混合物质量含量为8～15％的清洗液；(2)将石英砂浸入步骤(1)得到的清洗液中，再在清洗液中加入促进剂得到混合液，所得混合液中促进剂浓度达到0.8～2.5％；将石英砂在混合液中浸泡4～15小时；(3)将浸泡后的石英砂取出，过滤，用自来水洗涤后，再用去离子水洗涤；(4)将洗涤后的石英砂晾干，即得到表面纯净的石英砂。本发明采用环保型材料，对环境没有污染，反应产生的滤液可以直接拌在农家肥中作为复合肥使用，克服了其它多种除铁方法产生的废液对环境所造成的危害。

技术领域

本发明涉及清洗石英砂方法，具体是涉及一种利用氧化还原反应清除石英砂表面杂质，制备高纯石英砂的方法。

背景技术

石英砂又称硅砂，是二氧化硅结晶体，化学组成SiO₂。石英砂是一种极为重要的非金属矿物原料，从普通的玻璃制品、耐热耐酸碱板材、建材、防水防腐材料等传统日用生活、工业制品领域，到如集成电路芯片、太阳能电池等电子材料、光纤通讯、Si02薄膜材料、医药等高新技术产业领域，石英砂获得十分广泛的应用。高新技术领域对石英砂的纯度要求极为苛刻，一般要求SiO₂含量大于99.99％，杂质含量，尤其是铁杂质含量，被限制在很低的范围内，因此在生产过程中提高石英砂的品位，即降低铁元素的含量就显得非常重要。

高品质石英砂是纯二氧化硅结晶体，石英砂颗粒内部很纯净，杂质来源于在表面自然形成的黄皮、黑皮、氧化层、水线及开采中的二次污染。在黄皮中，含量最大、也最难洗脱的是三氧化二铁，因此，通常将铁含量作为石英砂纯洁度的评判标志。在现有的生产技术中，一般先进行水洗脱泥，再采用机械擦洗、磁选、浮选、酸浸、超声波法、微生物浸出、络合等方法去除三氧化二铁等金属氧化物杂质。

我国目前清洗石英砂的方法虽然较多，但效果均不太理想。机械擦洗、磁选法和浮选法等方法，应用广泛，适用于大规模生产，但除铁效果不太好；超声波法适用于对产品纯度要求高、用量少的生产企业，不适用于大规模生产；酸浸法成本较高，且环境污染较严重；微生物除铁技术还不完善，目前还未见有生产实用报道。最近还有简单实用的铵盐络合法除铁以制备高纯石英砂的方法的专利报道，但该方法的清洗效率不太高，且清洗工艺条件之一是要温度在约90℃下进行，消耗能源过大，大多数石英砂生产企业难以接受。

关于氧化还原法清洗石英砂表面，目前未见有应用此类方法的报道，本发明专利提供一种氧化还原反应制备高纯石英砂的方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用氧化还原反应清除石英砂表面杂质，制备高纯石英砂的方法。

本发明所采用的技术方案是：一种制备高纯石英砂的方法，包括以下步骤：

(1)将氧化还原活性物与弱酸混合成活性混合物，在活性混合物中加入清水，配置成活性混合物清洗液；

(2)将石英砂浸入步骤(1)得到的清洗液中，再在清洗液中加入促进剂得到混合液，然后将石英砂在混合液中浸泡4～15小时；

(3)将浸泡后的石英砂取出，过滤，用自来水洗涤后，再用去离子水洗涤；

(4)将洗涤后的石英砂晾干，即得到表面纯净的石英砂。

进一步，所述步骤(1)中的氧化还原活性物为能将Fe³⁺还原成Fe²⁺的物质。

进一步，所述氧化还原活性物为亚硫酸盐、亚锡盐、盐酸羟胺的一种或多种的混合物。

进一步，所述步骤(1)中的弱酸为抗坏血酸。抗坏血酸价格低廉，反应效果显著，对环境友好。