二氧化硅(SiO2)主要的來源是石英礦和河沙。二氧化硅不僅在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、光伏產(chǎn)業(yè)等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中得到應(yīng)用，更多的是用在傳統(tǒng)的玻璃產(chǎn)業(yè)中。2020年，全球新冠疫情的爆發(fā)為推進二氧化硅提純工藝提供了機會。

河沙中二氧化硅的含量

河沙中的二氧化硅含量通常在65%以上，河沙本身具有價格低廉、容易獲取的特點，河沙的主要成分是二氧化硅和硅酸鹽，其它雜質(zhì)的含量大概在25%左右。如何將河沙中的雜質(zhì)去除，提取其中的二氧化硅，并更大程度的提高其純度，成為重要課題。

河沙中提取二氧化硅的工藝

去除河沙中的雜質(zhì)，獲取更高純度的二氧化硅，比較常用的工藝方法是酸浸法。

酸浸是利用二氧化硅不溶于酸(HF除外)，其他雜質(zhì)礦物能被酸液溶解的特點，從而可以實現(xiàn)對石英的進一步提純。

酸浸常用酸類有硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸等，還原劑有亞硫酸及其鹽類等。研究發(fā)現(xiàn)，上述酸類對石英中的非金屬雜質(zhì)礦物均有良好的去除效果，但對不同的金屬雜質(zhì)，酸的種類及其濃度影響較為顯著，一般認為各種稀酸對Fe和Al的去除均有顯著效果，而對Ti和Cr的去除效果則采用較濃的硫酸、王水或HF進行酸浸處理。

通常使用上述酸類組成的混合酸進行雜質(zhì)礦物的酸浸脫除，考慮到HF對石英的溶解作用，故HF濃度一般不超過10%。除酸的濃度外，酸的用量、酸浸時間、溫度及礦漿攪拌均可以影響石英酸浸效果。酸浸各種因素的控制應(yīng)根據(jù)石英最終品位要求，盡量降低酸的濃度，溫度和用量，減少酸浸時間，以實現(xiàn)在較低的選礦成本下進行石英提純。

河沙中提取二氧化硅用到哪些設(shè)備?

棒磨擦洗-脫泥-磁選-浮選-酸浸。河沙在經(jīng)擦洗、磁選和浮選分離后，賦存較低的雜質(zhì)礦物顆粒(包括單體、集合體)已基本上被清除干凈，二氧化硅純度一般可以達到99.5%-99.9%，基本上可以滿足石英砂大多數(shù)工業(yè)用途。但要求進一步作為超高純石英，就必須對以斑點和包裹體形式連生在石英顆粒表面上的雜質(zhì)做酸浸處理，根據(jù)其不同的工業(yè)用途對石英不同雜質(zhì)礦物(Fe、AL、Ti、Cr)的要求，進行不同濃度、配比的混合酸酸浸處理。在經(jīng)過棒磨擦洗-脫泥-磁選-浮選-酸浸工藝后，可獲得二氧化硅含量為99.99%以上的高純石英。

由此可見，從河沙中提取二氧化硅需要用到的設(shè)備包括擦洗機、脫泥設(shè)備、磁選設(shè)備、浮選機和酸浸設(shè)備等。