高純石英砂制備技術(shù)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(zhì) 2
1.2.1 石英礦物學(xué)特征 2
1.2.2 石英物理化學(xué)性質(zhì) 3
1.3 石英中雜質(zhì)賦存狀態(tài) 4
1.3.1 伴生脈石礦物 4
1.3.2 微細(xì)粒礦物、硅酸鹽熔體、流體包裹體雜質(zhì) 5
1.3.3 亞微米級(jí)、納米級(jí)包裹體雜質(zhì) 6
1.3.4 石英晶格結(jié)構(gòu)型雜質(zhì) 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(biāo)準(zhǔn) 11
1.5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11
1.5.1 國外研究現(xiàn)狀 11
1.5.2 國內(nèi)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(xué)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(shù)及其設(shè)想 20
1.7.1 擴(kuò)散與偏析基本理論 20
1.7.2 石英純化中的擴(kuò)散偏析 23
第2章 工藝礦物學(xué)分析 26
2.1 化學(xué)成分分析 26
2.2 X射線粉末衍射分析 26
2.3 巖相學(xué)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(tái)分析 42
第3章 反浮選除雜技術(shù) 48
3.1 預(yù)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(zhǎng)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(zhì)浸出熱力學(xué) 61
4.1 浸出過程的熱力學(xué)研究方法 61
4.1.1 熱力學(xué)計(jì)算方法 61
4.1.2 Eh-pH圖 63
4.1.3 絡(luò)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(xué) 66
4.2.1 硅酸鹽礦物酸浸分解過程 66
4.2.2 迭代法計(jì)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(xué) 71
4.2.4 鋁硅酸鹽礦物酸浸分解熱力學(xué) 72
4.3 含鐵雜質(zhì)礦物酸浸分解熱力學(xué) 77
4.4 脈石英酸浸過程熱力學(xué) 78
4.4.1 脈石英酸浸反應(yīng)吉布斯自由能 78
4.4.2 脈石英酸浸反應(yīng)埃林厄姆圖 81
第5章 常壓酸浸技術(shù)及機(jī)理 83
5.1 常壓酸浸試驗(yàn)及表征方法 83
5.1.1 常壓酸浸試驗(yàn)方法 83
5.1.2 常壓酸浸表征方法 84
5.2 不同種類酸對(duì)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(duì)酸浸的影響 89
5.3.1 氧化劑 90
5.3.2 絡(luò)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(yīng)溫度 93
5.3.7 反應(yīng)時(shí)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(dòng)力學(xué)分析 99
5.5.1 動(dòng)力學(xué)研究方法及宏觀動(dòng)力學(xué)模型 100
5.5.2 雜質(zhì)礦物浸出動(dòng)力學(xué) 104
5.5.3 雜質(zhì)元素浸出動(dòng)力學(xué) 105
5.6 酸浸純化機(jī)理 112
第6章 真空高溫焙燒技術(shù)及機(jī)理 114
6.1 真空高溫焙燒試驗(yàn)及表征方法 114
6.1.1 真空高溫焙燒試驗(yàn)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(jié)果分析 115
6.2.1 焙燒溫度的影響 115
6.2.2 保溫時(shí)間的影響 120
6.3 真空高溫焙燒機(jī)理 121
6.3.1 石英顆粒剖面形貌分析 121
6.3.2 石英晶型轉(zhuǎn)變機(jī)理 124
第7章 氣氛焙燒技術(shù)及機(jī)理 127
7.1 空氣焙燒試驗(yàn) 127
7.1.1 焙燒溫度 127
7.1.2 焙燒時(shí)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(yàn) 138
7.2.1 雜質(zhì)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(xué)元素 158
7.3 氯化焙燒試驗(yàn) 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(zhuǎn)變 163
7.3.4 晶胞參數(shù)變化 165
7.3.5 表面雜質(zhì)含量變化 166
7.4 氣氛焙燒機(jī)理 167
第8章 偏析剝蝕純化技術(shù) 172
8.1 擴(kuò)散濃度分布曲線 172
8.1.1 雜質(zhì)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(zhì)含量 178
8.3.2 比表面積 178
8.3.3 顆粒表面形貌 180
8.4 擴(kuò)散偏析與剝蝕聯(lián)合技術(shù) 182
8.4.1 流程與效果 182
8.4.2 特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì) 184
第9章 熱壓酸浸技術(shù)及機(jī)理 185
9.1 熱壓酸浸研究方法 185
9.1.1 熱壓酸浸試驗(yàn)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(yīng)時(shí)間 190
9.2.4 反應(yīng)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(dòng)力學(xué) 198
9.4.1 酸浸過程Eh-pH圖 198
9.4.2 雜質(zhì)礦物分解動(dòng)力學(xué) 205
9.4.3 雜質(zhì)元素浸出動(dòng)力學(xué) 206
參考文獻(xiàn) 214
附錄A HF分解締合反應(yīng)電離平衡計(jì)算 227
附錄B 硅酸鹽礦物分解電離平衡計(jì)算 228
附錄C 鋁硅酸鹽礦物分解電離平衡計(jì)算 229
附錄D 各物質(zhì)反應(yīng)吉布斯自由能值 235
附錄E 浸出過程宏觀動(dòng)力學(xué)模型 239