99.995% SiO₂の純度を達成するための磁気浮遊酸浸出プロセスは何ですか？

2025年10月26日

超高純度シリカ（SiO₂）を99.995%の純度で達成するには、通常、物理的および化学的手法を組み合わせた多段階プロセスが含まれます。以下は、広く使用されている磁気選別、浮遊選別、および酸浸出の一般的なフローダイアグラムです。

1. 磁力選鉱

• 目的：酸化鉄（Fe₂O₃）などの磁性不純物を除去すること。
• プロセス:
  • 生の石英材料を磁気セパレーターに投入して、強磁性および常磁性の不純物を除去します。
  • 強力な磁場（高勾配セパレーター）を使用して、効率的な分離を確保します。
• 結果：Fe₂O₃含有量の減少、石英のさらなる精製の準備。

2. 浮遊選鉱

• 目的：長石、雲母およびその他のけい酸塩鉱物などの非鉄不純物を除去すること。
• プロセス:
  • 石英を粉砕して、浮選に適した粒子サイズにします。
  • スラリーにフローテーション試薬（コレクター、泡立て剤、pH修正剤）を追加します。
  • 特定の試薬（活性剤としてHFや、コレクターとして脂肪酸など）を使用して、長石や雲母を対象にしながら、シリカを不活性な状態に保ちます。
  • 制御された浮選技術を用いて、石英粒子から泡（不純物鉱石）を分離します。
• 結果：シリケート系および非鉄類の不純物の除去。

3. 酸浸出

• 目的：残留する金属不純物を溶解し、高い化学純度を達成すること。
• プロセス:
  • 水晶を強い鉱酸（例：HCl、HF、またはH₂SO₄）で処理してください。
  • 酸濃度、温度、及び時間は特定の不純物（例：HFはケイ酸塩を溶解するのに非常に効果的です）に最適化されています。
  • 異なる種類の不純物を順次ターゲットにするために、多段階の酸洗浄を取り入れてください。
  • 脱イオン水で十分にすすぎ、残留酸や溶解した不純物が完全に除去されるようにしてください。
• 結果：金属および耐火性不純物（例：Fe, Al, Ca, Ti）の大幅な排除。

4. 熱処理（オプション）

• 目的：酸浸出によって除去されなかった微量不純物を揮発させることによるさらなる精製。
• プロセス:
  • 石英を高温（800～1000°C）で加熱して、純度のさらなる向上を図ります。
  • 高温での塩素化のような専門的な技術は、残留金属不純物（例えば、チタンやアルミニウム）を除去することができます。

品質管理

• ICP-MS（誘導結合プラズマ質量分析法）やXRF（X線蛍光分析法）などの分析技術を使用してシリカの純度をテストします。
• 最終純度が半導体製造や光学ガラスなどの用途で使用する前に、≥99.995% SiO₂ に達することを確認してください。

考慮事項

• プロセス最適化は、99.995%のSiO₂純度を達成するために重要です。
• 原材料の不純物プロファイルは異なり、いくつかは追加のプロセスや特注の試薬混合物を必要とする場合があります。
• 危険な化学物質（例：HFやHCl）の使用により、慎重な環境管理が必要です。

これらの技術を組み合わせることにより、高度な技術的アプリケーションに適した高純度の石英（HPQ）を得ることができます。この一般的なワークフローは、原材料の性質や特定の産業要件に応じて異なる場合があります。

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