我国高纯石英砂面临的问题

发布时间:2019-11-13 浏览次数:

我国高纯石英砂研究工作起步较晚,90年代才开始有学者研究,也取得了一定的成就,能够加工生产部分中低档高纯石英砂;而国外美、日、欧等西方发达国家早在70年代就开始研究,研发体系完备,技术成熟。早早垄断高端市场,且进行严格技术封锁、出口限制。随着高纯石英砂高端市场需求的增加,突破高纯石英砂加工技术困境也愈发重要。目前,高纯石英砂生产急需解决以下几个问题。

(1)加强地质勘查工作,建立针对高纯石英砂的勘探标准。我国至今尚未发现大规模优质石英矿床,高品质的脉石英、石英岩多为伴生矿床,且储量少,原矿性质不稳定,开采后凭借手工挑选,很难实现原料的标准化供应。而伟晶岩矿物虽然石英的含量低,但结晶粒度粗,且一般为超大型矿床,值得重视。我国新疆阿尔泰地区在长达413 km、宽60 km的变质岩区带内,有10多个伟晶岩密集区,虽然石英含量仅20%左右,但结晶完好。已有学者正在研究阿尔泰地区伟晶岩与美国Spruce Pine地区用于生产高纯石英的花岗伟晶岩特点,进而评价阿尔泰地区伟晶岩生产高纯石英砂的资源前景。

(2)缺乏高纯石英的原料选择与评价标准。以往研究认为SiO2含量99%左右的石英原料就能够加工制备高纯石英砂,并投入大量的人力、物力和时间,结果依然达不到高纯石英砂的要求。高纯石英砂原料不能仅以SiO2含量为标准,必须结合石英的嵌布特性、结晶特性、包裹体含量及大小、杂质离子的分布等性质综合考虑。

(3)基础研究工作有待提高。一般的高纯石英杂质总含量最高不超过0.05%,杂质含量很少。工艺矿物学的基础研究不仅需要研究石英的赋存状态,石英与脉石的嵌布特征,石英中微量杂质的附存形式尤其重要,且技术难度高,包括杂质的成分、矿物组成、包裹体形状大小、类质同象等。此外,有关包裹体的破裂,及其中杂质的浸出、脱除机理,以及加工过程中晶格杂质位点(Al3+、Fe3+、P5+等)的晶格转化、Li+、K+、Na+杂质向石英表面置换迁移的过程和行为等微观基础研究几乎未见报道。

(4)生产工艺不成熟,设备落后。现阶段国内高纯石英生产厂家规模均不大,类似作坊式生产,没有典型成熟的生产工艺。高纯石英砂的产品要求决定了其生产过程对生产工艺和设备要求高,是一个精细加工行业,陶瓷球搅拌磨、高压电脉冲破碎、新型高效磁选机以及电感耦合等离子体发射光谱法(ICPOES)等设备应该投入研究。生产工艺不能简单套用或者照搬传统选矿工艺,通常酸浸被认为是高纯石英砂最为重要的工序,其实长石、云母等硅酸盐杂质的酸溶性也很差,而浮选才是这类杂质矿物的有效脱除方式,因此浮选的要求必须有别于传统选矿,需开发选择性强的硅酸盐捕收剂,并探究适宜的药剂制度,以除尽杂质矿物,包括连生体。

(5)急需制定高纯石英产品的质量标准。目前国内还没有统一的高纯石英砂产品质量标准和类别,甚至高纯石英砂的概念也没有比较统一的说法。没有明确的产品生产目标,对高纯石英砂的加工技术研究、生产和销售是非常不利的。因此,非常有必要建立一套完善的高纯石英产品质量标准。

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