高純石英砂制備技術與原理

目錄
第1章 緒論 1
1.1 石英資源概況 1
1.2 石英基本性質 2
1.2.1 石英礦物學特征 2
1.2.2 石英物理化學性質 3
1.3 石英中雜質賦存狀態(tài) 4
1.3.1 伴生脈石礦物 4
1.3.2 微細粒礦物、硅酸鹽熔體、流體包裹體雜質 5
1.3.3 亞微米級、納米級包裹體雜質 6
1.3.4 石英晶格結構型雜質 6
1.4 高純石英砂 8
1.4.1 石英砂分類及定義 8
1.4.2 高純石英砂用途 9
1.4.3 高純石英砂產(chǎn)品標準 11
1.5 國內外研究現(xiàn)狀 11
1.5.1 國外研究現(xiàn)狀 11
1.5.2 國內研究現(xiàn)狀 12
1.6 高純石英砂制備方法 13
1.6.1 破碎與磨礦 13
1.6.2 重選、磁選與浮選 14
1.6.3 化學浸出 17
1.6.4 高溫氣氛焙燒 19
1.6.5 其他方法 20
1.7 偏析剝蝕技術及其設想 20
1.7.1 擴散與偏析基本理論 20
1.7.2 石英純化中的擴散偏析 23
第2章 工藝礦物學分析 26
2.1 化學成分分析 26
2.2 X射線粉末衍射分析 26
2.3 巖相學與包裹體顯微分析 27
2.4 電子探針微區(qū)分析 33
2.5 激光拉曼光譜與顯微鏡熱臺分析 42
第3章 反浮選除雜技術 48
3.1 預處理 48
3.2 反浮選除雜過程 50
3.2.1 含鐵礦物反浮選 51
3.2.2 云母反浮選 55
3.2.3 長石反浮選 56
3.2.4 抑制劑的影響 59
3.2.5 推薦的反浮選流程 60
第4章 金屬雜質浸出熱力學 61
4.1 浸出過程的熱力學研究方法 61
4.1.1 熱力學計算方法 61
4.1.2 Eh-pH圖 63
4.1.3 絡合平衡 64
4.1.4 組分圖 65
4.2 硅酸鹽礦物包裹體分解熱力學 66
4.2.1 硅酸鹽礦物酸浸分解過程 66
4.2.2 迭代法計算酸浸體系溶液平衡 70
4.2.3 硅酸鹽礦物酸浸分解熱力學 71
4.2.4 鋁硅酸鹽礦物酸浸分解熱力學 72
4.3 含鐵雜質礦物酸浸分解熱力學 77
4.4 脈石英酸浸過程熱力學 78
4.4.1 脈石英酸浸反應吉布斯自由能 78
4.4.2 脈石英酸浸反應埃林厄姆圖 81
第5章 常壓酸浸技術及機理 83
5.1 常壓酸浸試驗及表征方法 83
5.1.1 常壓酸浸試驗方法 83
5.1.2 常壓酸浸表征方法 84
5.2 不同種類酸對石英砂酸浸的影響 86
5.2.1 鹽酸 87
5.2.2 氫氟酸 88
5.3 浸出條件對酸浸的影響 89
5.3.1 氧化劑 90
5.3.2 絡合劑 90
5.3.3 輔助浸出劑 91
5.3.4 攪拌速度 92
5.3.5 液固比 92
5.3.6 反應溫度 93
5.3.7 反應時間 94
5.4 浸出顆粒形貌分析 95
5.4.1 石英顆粒表面形貌 95
5.4.2 石英顆粒剖面形貌 96
5.5 常壓酸浸動力學分析 99
5.5.1 動力學研究方法及宏觀動力學模型 100
5.5.2 雜質礦物浸出動力學 104
5.5.3 雜質元素浸出動力學 105
5.6 酸浸純化機理 112
第6章 真空高溫焙燒技術及機理 114
6.1 真空高溫焙燒試驗及表征方法 114
6.1.1 真空高溫焙燒試驗方法 114
6.1.2 真空高溫焙燒表征方法 115
6.2 真空高溫焙燒結果分析 115
6.2.1 焙燒溫度的影響 115
6.2.2 保溫時間的影響 120
6.3 真空高溫焙燒機理 121
6.3.1 石英顆粒剖面形貌分析 121
6.3.2 石英晶型轉變機理 124
第7章 氣氛焙燒技術及機理 127
7.1 空氣焙燒試驗 127
7.1.1 焙燒溫度 127
7.1.2 焙燒時間 128
7.1.3 晶粒大小 130
7.1.4 表面濃度 132
7.1.5 表面蒸發(fā) 134
7.2 惰性氣氛焙燒試驗 138
7.2.1 雜質元素純化效果 138
7.2.2 石英顆粒表面形貌 144
7.2.3 晶胞參數(shù) 149
7.2.4 表面化學元素 158
7.3 氯化焙燒試驗 160
7.3.1 固態(tài)氯化劑 160
7.3.2 氣態(tài)氯化劑 162
7.3.3 石英晶型轉變 163
7.3.4 晶胞參數(shù)變化 165
7.3.5 表面雜質含量變化 166
7.4 氣氛焙燒機理 167
第8章 偏析剝蝕純化技術 172
8.1 擴散濃度分布曲線 172
8.1.1 雜質元素濃度 173
8.1.2 石英剝蝕量 175
8.2 剝蝕方法 176
8.3 剝蝕樣品分析 178
8.3.1 剖面雜質含量 178
8.3.2 比表面積 178
8.3.3 顆粒表面形貌 180
8.4 擴散偏析與剝蝕聯(lián)合技術 182
8.4.1 流程與效果 182
8.4.2 特點與優(yōu)勢 184
第9章 熱壓酸浸技術及機理 185
9.1 熱壓酸浸研究方法 185
9.1.1 熱壓酸浸試驗裝置 185
9.1.2 溶液飽和蒸汽壓 186
9.2 熱壓酸浸影響因素 187
9.2.1 混酸 187
9.2.2 液固比 189
9.2.3 反應時間 190
9.2.4 反應溫度 191
9.3 熱壓酸浸固體分析 192
9.3.1 石英顆粒表面形貌 192
9.3.2 石英顆粒剖面形貌 193
9.4 熱壓酸浸熱動力學 198
9.4.1 酸浸過程Eh-pH圖 198
9.4.2 雜質礦物分解動力學 205
9.4.3 雜質元素浸出動力學 206
參考文獻 214
附錄A HF分解締合反應電離平衡計算 227
附錄B 硅酸鹽礦物分解電離平衡計算 228
附錄C 鋁硅酸鹽礦物分解電離平衡計算 229
附錄D 各物質反應吉布斯自由能值 235
附錄E 浸出過程宏觀動力學模型 239