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硅微粉湿法提纯研究

时间:2016-06-21 14:08:31

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在硅铁或金属硅冶炼过程中,在炼炉内约有10%~15%的硅(Si)转化为气态随气流上升遇氧结合成一氧化硅(SiO)逸出炉外,与冷空气中的氧(O2)结合成SiO2烟雾,受冷凝结为细小的球状微珠,以粉尘形式从烟囱排入大气,或经适当收尘设施被收集起来,这种粉尘即为石英粉

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石英粉的形成过程见下图。石英粉的冷凝形成过程极为迅速,一般来说,SiO2还来不及形成晶体,绝大部分都是非晶态,所以石英粉属于无定形矿物,用X衍射分析表明,石英粉的X衍射图谱显示为典型的玻璃态特征的弥散峰。

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石英粉的颜色从浅灰色到深灰色,按含碳量不同,颜色深浅有所变化。石英粉是一种超微细粉,99.9%粒度小于0.3μm,其平均密度约为2.2g/cm3,松散密度为250~300kg/m3。石英粉具有巨大的比表面积,一般为20000~23000m2/kg。常温下石英粉的比电阻为2.4×1014Ω·m,酸碱度为6.7~8,耐火度(SiO2>90%时)为1630℃,自然倾角为38℃~43℃。石英粉具有很高的火山灰活性,其火山灰活性指标高达110%。石英粉的化学成分随硅铁生产工艺和原料的不同而存在着差异,但通常硅铁生产中微细SiO2是石英粉的主要成分,且绝大部分为无定形SiO2,另外还含有一些少量成分,如MgO、K2O、ZnO等。

石英粉在电子、橡胶、陶瓷、耐火、化工等领域有其广泛的用途,随着现代工农业的发展,其应用范围日益扩大,利用价值也不断提高,相应地对其纯度的要求也在提高。目前,由于很多地方产出的石英粉中二氧化硅的含量达不到要求,从而限制了它在一些领域的开发应用。因此,随着人们对石英粉的价值和用途的认识不断深入,对低纯度的石英粉进行提纯具有现实意义。目前,石英粉的纯化主要是采用酸法。张嫦等采用盐酸-硫酸作溶剂对四川天然脉石硅微粉进行了纯化,纯化处理后的石英粉含铁量<60μg/g。高思等利用浓酸对某硅铁合金生产厂排放的石英粉进行了纯化试验研究,酸纯化后的石英粉中二氧化硅的含量达92.79%,提纯效果明显。