氯化時間對石英砂氯化提純效果的影響

試驗方案：稱取4kg國內(nèi)石英砂2，先經(jīng)過水洗，在氯化焙燒裝置內(nèi)通入干燥氯化氫300g與石英砂混合均勻，在1000℃下，分別氯化焙燒60、120、180、240min，得到石英砂產(chǎn)品并檢測。

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結(jié)果討論：

國內(nèi)石英砂2氯化提純的時間為120min時，對降低鈉、鉀和鐵元素雜質(zhì)含量有顯著效果；

延長氯化時間并不能提高對石英砂金屬雜質(zhì)的去除效果。

不同溫度對石英砂氯化提純的影響

試驗方案：稱取4kg國內(nèi)石英砂2，先經(jīng)過水洗，在氯化焙燒裝置內(nèi)通入干燥氯化氫300g與石英砂混合均勻,在不同溫度條件（900、950、1000、1050℃）下，分別氯化焙燒60、120、180、240min，得到提純后的石英砂產(chǎn)品，得到石英砂產(chǎn)品并檢測。

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結(jié)果討論：

石英砂氯化提純的加熱溫度為1000℃時，對降低鈉、鉀和鐵元素雜質(zhì)含量效果尤為顯著；

升高溫度至1050℃，并不能提高對石英砂雜質(zhì)元素的去除效果。

干燥HCl焙燒提純石英砂過程分析

高晶格雜質(zhì)含量石英在氯化提純過程中存在反應(yīng)和逸出兩個階段。

a. 反應(yīng)階段：晶格內(nèi)的代替Si4+的雜質(zhì)離子（Al3+、Fe3+等）及晶格空隙中相應(yīng)起電荷補償作用的陽離子（K+、Na+等）立即轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x態(tài)，與HCl反應(yīng)生成AlCl3等金屬氯化物。石英晶格內(nèi)部的熱缺陷在高溫振動下處于不斷產(chǎn)生與復(fù)合的動態(tài)平衡中，缺陷的遷移運動原本是完全無序的，由于石英表面和內(nèi)部形成了濃度梯度，在這種外力場的作用下，石英內(nèi)部的熱缺陷緩慢地朝表面定向運動，有利于石英內(nèi)部的雜質(zhì)缺陷逐漸減少。

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b.逸出階段：反應(yīng)階段生成的水和部分沸點低于焙燒溫度的金屬氯化物揮發(fā)逸出石英表面并向體系內(nèi)擴(kuò)散，導(dǎo)致石英表面生成物濃度處于較低的水平，利于反應(yīng)的平衡右移。受限于熱缺陷的遷移速率和其他因素，石英砂內(nèi)部產(chǎn)生的肖特基缺陷很難完全遷移至表面，而石英砂表面或近表面的晶格雜質(zhì)可能在氯化焙燒過程中得到凈化。