硅微粉湿法提纯研究

安米微纳技术团队发布于2016-06-21 14:08:31

来自：安米微纳团队

酸法纯化石英粉的研究虽然在一定程度上提高了石英粉的品质，然而采用酸法提纯工艺，酸的使用量大，对环境造成严重的酸性废水的污染，且对工艺设备的抗腐蚀性要求严格。本实验选取某硅铁合金生产厂排放的石英粉进行了湿法纯化，即盐酸改性纯化硅微粉的实验研究，获得了理想的纯化结果。该法利用盐酸调节石英粉浆液的pH值，改变石英粉的表面电荷，而使含杂质的颗粒沉淀去除，同时盐酸也会将石英粉中一些金属元素溶解，达到深度纯化的目的。

1实验部分

1.1实验原料、试剂及仪器

原料：石英粉，产自内蒙古某厂，颜色为深灰色，平均粒径为0。1μm。从能谱分析图上可以看出石英粉试样中的元素有Si、O、Mg、Zn、K、S、Cl等，各元素质量分数(%)分别为40.35、53.03、1.33、0.74、3.66、0.40、0.47。试剂：盐酸(化学纯)。

仪器：AL204电子天平，SHB-IIIA循环水式多用真空泵，320-SpH计，DHG-9040A新型电热恒温鼓风干燥箱，EDS2100X射线能谱仪，755B紫外可见分光光度计。

1.2实验方法

分别称取一定质量的石英粉样品，加自来水配制成一定浓度的石英粉浆液，搅拌后静置，或用盐酸调pH值，搅拌1~2min后静置，待浆液自然沉降一定时间后分离沉降物，采用絮凝沉淀法收集上浊液中石英粉颗粒，烘干。以紫外分光光度仪为基础改硅钼蓝法为双波长硅钼黄法测定SiO2含量。

1.2.1盐酸改性沉降法：本实验重点以膨润土化学提纯为依据开展石英粉提纯研究，在湿法提纯方法之一——化学处理法的基础上，首次提出盐酸改性沉降法纯化石英粉。盐酸改性沉降法基于石英粉含有其它一些金属元素杂质，且表面带负电荷，加入盐酸后，一方面氢离子可能会置换石英粉中的钙离子、镁离子或与石英粉的一些杂质反应，另一方面盐酸可能会改变石英粉的表面电荷而使石英粉改性。改性后的石英粉吸水率和膨胀倍数增大，在水介质中分散性好，有利于石英粉中SiO2含量高的颗粒收集，达到理想的提纯效果和效率。其主要流程见图。

1.2.2自然沉降法：自然沉降法又称水选法。它是依据石英粉中SiO2含量高的部分与杂质密度的不同，以及在一定条件下，石英粉能在水介质中充分分散的原理，使SiO2含量高的部分与杂质分开。其工艺流程见图。该法的优点是所需设备简单，投资较少;缺点是提纯时间长，产率低，石英粉提纯效果不理想。

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