石英砂屬于非金屬礦物，主要成分為二氧化硅，顏色為乳白色或呈無(wú)色半透明狀，集合體常呈粒狀、致密塊狀、晶簇狀或者是隱晶質(zhì)的鐘乳狀等。高純石英砂在高科技工業(yè)上具有廣泛的應(yīng)用。在半導(dǎo)體行業(yè)中，可由熔融的石英制成高溫?zé)嵝阅軆?yōu)異的晶片，用來(lái)制造高溫?zé)岱€(wěn)定性良好的高新能熱管；在通訊產(chǎn)業(yè)中，用石英砂生產(chǎn)的石英玻璃是光纖和其他光電裝置的基本材料。

此外，其還可以用于生產(chǎn)硅樹(shù)脂、太陽(yáng)能電池基片，在磨料、填料、涂料及硅橡膠等產(chǎn)業(yè)中的需求更大。隨著石英砂的純度的提高，其價(jià)值也不斷提高，尤其是在高科技領(lǐng)域中，對(duì)石英砂的純度要求高。但隨著天然水晶資源的逐漸枯竭，從普通的石英砂提取高純度的石英已成必然趨勢(shì)。

提高選別提純的技術(shù)工藝，更加廣泛地利用普通石英砂才是解決問(wèn)題的關(guān)鍵所在。近幾年來(lái)，石英砂提純的研究主要圍繞物理、化學(xué)和生物提純?nèi)箢?lèi)。其中物理方法應(yīng)用廣泛。物理方法主要是通過(guò)水洗—分級(jí)脫泥、擦洗、磁選和浮選等方法除去石英砂中的雜質(zhì)，也可以聯(lián)合幾種工藝進(jìn)一步除雜。

一、石英砂的物理提純

1 水洗—分級(jí)脫泥和擦洗

在石英砂選礦流程中，通常把粒度小于0.1mm的細(xì)粒級(jí)稱(chēng)為礦泥。針對(duì)還有大量黏土及礦泥的石英砂，隨著粒度的變細(xì)，二氧化硅的品位逐漸降低，而鐵、鋁等雜質(zhì)反而上升。

采用水洗—分級(jí)脫泥方法可有效提高其品位。對(duì)于石英砂表面的薄膜鐵和粘連性的雜質(zhì)，水洗—分級(jí)脫泥的效果較差，這就需要借助機(jī)械力和砂粒之間的磨剝力來(lái)去除石英砂表面的薄膜鐵及粘連性雜質(zhì)，在經(jīng)過(guò)分級(jí)脫泥就可以實(shí)現(xiàn)較好地除雜效果。

總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)，棒磨擦洗的效果最為理想，一般擦洗濃度在50%～60%，擦洗時(shí)間應(yīng)根據(jù)礦石的性質(zhì)來(lái)確定，以初步達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求，時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以避免能耗過(guò)多及對(duì)設(shè)備的過(guò)大磨損。

2 重選、磁選和浮選

重選是利用礦物顆粒間相對(duì)密度、粒度、形狀的差異及其在水、空氣或重液中運(yùn)動(dòng)速率和方向的不同，使不同礦物分離的選礦方法。對(duì)于石英砂礦來(lái)說(shuō)，常采用螺旋選礦機(jī)、溜槽、搖床等重選設(shè)備。對(duì)于一些賦存在鐵礦物顆粒中或賦存于黑云母、石榴石及角閃石等礦物顆粒中的鐵雜質(zhì)，以及賦存于長(zhǎng)石中的鋁，有效的去除方法是浮選法。

目前，浮選主要采用酸性條件，根據(jù)所使用的藥劑不同可分為有氟浮選和無(wú)氟浮選，還有一些是在堿性條件下進(jìn)行的浮選，但從工業(yè)生產(chǎn)來(lái)看，有氟浮選仍是主要的浮選方法，其優(yōu)勢(shì)是提純效果較好，技術(shù)成熟，但對(duì)設(shè)備的腐蝕作用較大，環(huán)境污染較為嚴(yán)重。

二、石英砂深加工技術(shù)

1 超細(xì)粉碎

隨著高新技術(shù)領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，高純石英微粉作為填充材料已顯示出廣闊的應(yīng)用前景，其具有介電性能優(yōu)異、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)低，耐高溫、耐腐蝕、粒度分布可控、懸浮性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，在催化劑、高級(jí)磨料、精細(xì)化工等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。加工過(guò)程通常以高純石英砂為原料，經(jīng)熔融煅燒、超細(xì)磨、分級(jí)等工藝生產(chǎn)出合格的超細(xì)石英粉。

2 球形化

將超細(xì)石英粉球形化一是可以使其表面流動(dòng)性好，與樹(shù)脂攪拌成膜更加均勻，由此生產(chǎn)的電子元件性能也越好；二是球形化形成的塑封料應(yīng)力集中最小，強(qiáng)度較高，球形粉塑封料封裝的集成電路芯片成品率高；三是球形粉摩擦系數(shù)小，對(duì)模具產(chǎn)生的摩擦力小，可提高模具的使用壽命。制備球形石英微粉技術(shù)難度大，國(guó)外通常采用高溫熔融噴射法、在液相中控制正硅酸乙酯、四氯化硅的水解法等。

3 表面改性

天然的石英微粉與高分子材料的親和能力差，作為填料時(shí)往往分散不均勻，甚至成團(tuán)，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響較大，因此需對(duì)石英微粉進(jìn)行表面改性處理，使之具有反應(yīng)活性。表面改性的方法主要分為包裹改性、沉積改性、微膠囊改性、表面化學(xué)改性、機(jī)械化學(xué)改性及高能處理改性，其中表面化學(xué)改性采用的最多，其改性劑種類(lèi)繁多，主要有硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸脂偶聯(lián)劑、有機(jī)鉻偶聯(lián)劑、鋯鋁酸鹽偶聯(lián)劑等等。