石英砂除铝五大核心技术解析

高纯石英砂是半导体、光纤通信等行业常用的原料，其中的铝含量会直接影响到高纯石英砂的性能，查阅最新标准可知，I级产品铝含量需≤6.79mg/kg。如何去除石英砂中的铝，成为重要课题，本文为您解析目前常用的石英砂除铝五大核心技术。

一、石英砂中铝杂质过多的危害

1.耐辐照性会下降，铝原子在γ射线的照射下会产生晶格缺陷;

2.热稳定性会降低，高温环境下，容易引发结构形变，温度达到1200℃时，膨胀系数会增加18%;

3.介电损耗会增加，铝杂质会影响光纤信号传输质量，通常每ppm铝会导致损耗增加0.02dB/km。

二、石英砂中铝杂质的三种赋存状态

1.铝存在于粘土矿物中。这部分的比例大约占35%，但这部分铝杂质很容易去除，通过物理擦洗即可去除;

2.铝取代硅的位置，形成架状结构。这部分铝杂质占比约45%，需要经过特殊工艺进行特殊处理;

3.铝存在于长石、云母中。这部分铝杂质占比20%，粒径多在50-200μm。

三、石英砂除铝五大技术

1.擦洗脱泥技术

擦洗脱泥阶段通常采用擦洗机来完成，擦洗过程主要包括三个处理阶段：

（1）粗擦洗：擦洗机叶轮转速设定为180rpm，可以去除粒度大于80μm的铝杂质，实现初步除杂。

（2）精细擦洗：将擦洗机变频调节至240rpm，提高叶轮转速，增强对矿石表面的擦洗力度，进一步去除细微颗粒的铝杂质。

（3）超声波辅助：借助 40kHz 的超声波空化效应，精准清除微米级附着物，彻底剥离矿石表面的铝杂质，达到进一步提纯的目的。

2.梯度焙烧-酸浸联合工艺

（1）梯度焙烧：按照 650℃/2h→850℃/1.5h→1100℃/1h 的顺序逐步提升温度，通过精准控制焙烧温度和时间，促进铝元素的有效浸出。

（2）复合酸浸：采用 HF(15%)+ HCl(5%)混合液，在 60℃的条件下反应4h。这种复合酸体系能够与焙烧后的矿石充分反应，高效溶解铝成分，实现铝的高效提取。

3.绿色浮选技术

（1）浮选药剂的选择：选用十二胺(0.5kg/t)和石油磺酸钠(0.3kg/t)作为浮选药剂，摒弃传统含氟药剂，既降低了环境污染风险，又满足了浮选工艺对药剂性能的要求，实现了环保与生产的双重效益。

（2）浮选精度表现：经实践检验，长石去除率高达 92% 以上，云母去除率超过 88%，能够有效去除长石和云母中包裹的铝杂质。

（3）废水处理措施：采用石灰中和与絮凝沉淀相结合的废水处理工艺，确保处理后的废水中氟化物含量低于 2mg/L，达到环保排放标准，有效解决了浮选废水处理难题，减少了对环境的污染。

4.高压电选分离技术

针对粒度范围在10-100μm的微晶铝，采用YD-500型高压电选机进行分离：

（1）电压范围设定：电压范围精确控制在30-50kV，通过调节电压，产生适宜的电场力，实现对微晶铝与杂质的有效分离。

（2）分选效率成果：经实际应用验证，铝去除率提升至79%，显著提高了铝的回收率，为铝资源的高效利用提供了有力保障，同时也提升了企业经济效益。

5.生物浸出技术

黑曲霉在代谢过程中产生的柠檬酸浓度达到25g/L，这种天然的有机酸能够与铝矿物发生化学反应，促进铝的溶解和浸出。在72小时的处理时间内，铝的浸出率可达68%。

四、石英砂除铝工艺方案及成本

1. 经济型方案：擦洗→磁选→浮选(成本$80/t，Al≤15mg/kg)；

2. 高纯方案：焙烧→酸浸→电选→超声波清洗(成本$220/t，Al≤5mg/kg)。

以上为您介绍了石英砂除铝的五种核心技术。在实际生产中，应结合实际情况，对擦洗、浮选、酸浸、焙烧等工艺进行组合，最终达到降低铝含量，提纯石英砂的目的。鑫海提醒您，在选择处理工艺前，应结合矿石性质和项目最终的经济收益，进行选择。