Welche Strömungen der magnetischen Flotation und Säureauslaugung erreichen eine SiO₂-Reinheit von 99,995 %?

2025-10-26

Die Herstellung von ultra-hochreinem Siliziumdioxid (SiO₂) mit einer Reinheit von 99,995 % umfasst typischerweise einen mehrstufigen Prozess, der physikalische und chemische Methoden kombiniert. Im Folgenden ist ein allgemein gehaltener Flussdiagramm von magnetischer Trennung, Flotation und Säureauslaugung dargestellt, die weit verbreitet sind:

1. Magnetische Trennung

• Zweck: Entfernen von magnetischen Verunreinigungen wie Eisenoxiden (Fe₂O₃).
• Prozess:
  • Füttern Sie rohes Quarzmaterial in Magneseparatoren, um ferro- und paramagnetische Verunreinigungen zu beseitigen.
  • Verwenden Sie starke Magnetfelder (Hochgradientenseparatoren), um eine effiziente Trennung sicherzustellen.
• Ergebnis: Reduktion des Fe₂O₃-Gehalts, Vorbereitung des Quarzs für eine weitere Verfeinerung.

2. Flotation

• Zweck: Entfernen von unferromagnetischen Verunreinigungen wie Feldspat, Glimmer und anderen Silikatmineralien.
• Prozess:
  • Zerdrücken und Mahlen von Quarz auf eine bestimmte Partikelgröße, die für die Flotation geeignet ist.
  • Fügen Sie Flotationsreagenzien (Sammler, Schäummittel, pH-Modifizierer) zur Schlämme hinzu.
  • Verwenden Sie spezifische Reagenzien (wie HF als Aktivator oder Fettsäuren als Sammler), um Feldspat und Glimmer anzusprechen, während Silikate inaktiv bleiben.
  • Trennen Sie Schaum (Verunreinigungsmineralien) von Quarzpartikeln durch kontrollierte Flotationstechniken.
• Ergebnis: Entfernung von silikathaltigen und nichteisenmetallischen Verunreinigungen.

3. Säureauslaugung

• Zweck: Löschen der verbleibenden metallischen Verunreinigungen und Erreichen hoher chemischer Reinheit.
• Prozess:
  • Behandeln Sie Quarz mit starken Mineralsäuren (z.B. HCl, HF oder H₂SO₄).
  • Die Säurekonzentration, die Temperatur und die Dauer sind für spezifische Verunreinigungen optimiert (z.B. ist HF sehr effektiv beim Lösen von Silikaten).
  • Integrieren Sie eine mehrstufige Säurewäsche, um verschiedene Arten von Verunreinigungen sequenziell anzugehen.
  • Gründlich mit deionisiertem Wasser spülen, um sicherzustellen, dass restliche Säuren und gelöste Verunreinigungen entfernt werden.
• Ergebnis: Substantielle Eliminierung von metallischen und feuerfesten Verunreinigungen (z. B. Fe, Al, Ca, Ti).

4. Thermische Behandlung (Optional)

• Zweck: Weitere Reinigung durch Verdampfen von Spurenschadstoffen, die nicht durch Säureauslaugung entfernt wurden.
• Prozess:
  • Erhitze Quarz bei hohen Temperaturen (bis zu 800–1000 °C), um eine weitere Verbesserung der Reinheit sicherzustellen.
  • Spezialisierte Techniken wie die Chlorierung bei erhöhten Temperaturen können verbleibende metallische Verunreinigungen (z. B. Titan und Aluminium) entfernen.

Qualitätskontrolle

• Testen Sie die Siliziumdioxidreinheit mithilfe analytischer Techniken wie ICP-MS (Induktiv gekoppeltes Plasma-Massenspektrometrie) oder XRF (Röntgenfluoreszenz).
• Stellen Sie sicher, dass die endgültige Reinheit mindestens 99,995 % SiO₂ erreicht, bevor sie in Anwendungen wie der Halbleiterherstellung und optischem Glas verwendet wird.

Wichtige Überlegungen

• Die Prozessoptimierung ist entscheidend, um eine SiO₂-Reinheit von 99,995 % zu erreichen.
• Die Verunreinigungsprofile im Rohmaterial variieren; einige erfordern möglicherweise zusätzliche Prozesse oder maßgeschneiderte Reagenzmischungen.
• Sorgfältiges Umweltmanagement ist aufgrund der Verwendung gefährlicher Chemikalien (z. B. HF und HCl) notwendig.

Durch die Kombination dieser Techniken kann hochreines Quarz (HPQ) erzielt werden, das für fortschrittliche technologische Anwendungen geeignet ist. Dieser allgemeine Arbeitsablauf kann je nach Art des Rohstoffs und spezifischen industriellen Anforderungen variieren.

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