高純石英砂是高新技術產業(yè)發(fā)展的物質基礎，其應用領域涉及到光纖、軍事、航天工業(yè)等。這些領域對石英砂原料的純度要求很嚴苛，要求石英砂中雜質含量非常低，特別是對Fe、Al等雜質含量要求很高。因此，石英砂純化技術關乎我國高新技術領域的長遠發(fā)展。

目前，高純石英砂提純技術被美國、德國等國家壟斷，并限制提純技術和產品對外出口，因此掌握高純石英提純技術意義重大。那么，石英砂的白度和純度要如何提高呢？波濤石英砂廠家總結如下。

石英砂中礦物雜質通常以非石英礦物的形式存在，如長石、云母、石榴石、鋯石、鈦鐵礦和許多其它礦物。這些雜質的存在方式主要有以下幾種：

1、作為松散的伴生礦物，未與石英晶體發(fā)生化學結合；

2、作為礦物碎片，在其表面化學和物理上與石英晶體結合，這類雜質主要為含鐵礦物和含鋁礦物；

3、被石英顆粒包裹或被相互結合的石英晶體包圍的礦物；

4、作為間隙離子取代硅，這些雜質主要有：Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、B³⁺、Ti⁴⁺、Ge⁴⁺、P⁵⁺等，這些離子取代Si⁴⁺，形成共價鍵。當這種情況發(fā)生時，通常會伴隨著Li¹⁺、K¹⁺、Na¹⁺和H¹⁺等元素的摻雜以保持SiO₂晶格的電中性。Al元素是石英礦中主要雜質元素之一，且Al³⁺和Si⁴⁺半徑相近，易替代Si⁴⁺，其含量通常高達數(shù)千ppm，因此Al含量是石英礦質量的重要指標。

目前，將石英砂加工成高純度石英砂的重要過程是除鐵提純。分兩個步驟：初步純化和精細純化。

一、初步純化

首先，對石英原礦進行大致去除雜質，將異物大致清理一下，這個流程也叫做粗選，所以只是粗略的篩選一下；然后進入破碎階段，在對石英砂進行破碎時要控制石英砂顆粒為1-20mm大小，這個需要使用破碎機進行破碎；接下來將已經破碎好了的石英砂在高溫下煅燒后放在冷水中快速冷卻，這一步主要的作用是去除石英砂內部汽泡、水紋和包裹在上面的一些雜質，使礦物裂開，稱為水碎；然后，通過濕磨和干磨把石英砂進行超細磨碎，再對石英砂進行磁選（這一步要在磁場強度非常高的環(huán)境中進行）。磁選的目的是把石英砂里面一些含鐵的物質以及弱磁性物質給篩選出來，以得到比較純凈的石英砂。

石英砂的初步純化大致制作過程就是這些，每個階段都要謹慎，不能省略，否則將不能達到理想的效果。

二、精細純化

通常，經過初步提純，石英砂中的SiO₂含量可達到99.3%-99.9%。為了獲得更高的純度，需要對其進行精細純化。

1、微生物浸出

是指利用微生物浸除石英砂顆粒表面的薄膜鐵或浸染鐵，這是發(fā)展起來的一種除鐵技術，F(xiàn)e₂O₃的去除率超過75％。

2、酸浸

酸浸是利用石英不溶于酸(HF酸除外)，而其它雜質礦物能被酸液溶解的特點，可以實現(xiàn)對石英的進一步提純。

酸浸是制備高純度石英砂富有成果的過程。它具有洗滌，浮選，磁選等功效，可以有效去除石英砂顆粒或鑲嵌物形式的鑲嵌物表面，顆粒中雜質是重要的高純度石英加工工具。酸度，時間，溫度，酸洗，工藝設備等是影響酸洗效果的主要因素。

由于石英砂不溶于酸的特性，決定了超聲波酸浸是石英砂生產中提高純度、白度的重要步驟。酸洗可以有效的去除石英砂中所含的Fe2O3和鋁離子等，并且酸能腐蝕掉石英石表層的黃色雜質。工業(yè)生產中通常使用草酸來對石英砂進行酸洗除雜，草酸是一種有機弱酸，大部分來源于植物代謝，產量大所以成本低。

在酸洗過程中，超聲波的頻率和功率、草酸濃度、石英砂的粒度、清洗時間、清洗溫度、攪拌器轉速等參數(shù)對石英砂的粒度和白度都會產生影響。波濤石英砂廠家經過多次試驗分析發(fā)現(xiàn)，超聲波的頻率和草酸濃度對試驗結果影響較大，而經過超聲波處理和酸洗提純后，能有效的去除了石英砂中鐵和鋁的含量，石英砂樣品白度也有了明顯的提高，并且沒有破壞石英砂的內部晶體結構。

三、總結

白度和純度是決定石英砂品質的重要指標，影響石英砂純度和白度的先決因素是石英砂原礦石英石中所含的雜質（即三氧化二鐵和一些其他雜質）。石英砂是一種化學性質較穩(wěn)定的硅酸鹽礦物質，它的主要成分是二氧化硅，其化學性質穩(wěn)定，抗腐蝕，所以被廣泛應用于工業(yè)及制造業(yè)。