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1、石英原料及設備

（1）選取3個國產(chǎn)石英砂原料，雜質(zhì)分析結(jié)果如下。

（2）氯化劑采用的是荊州太和氣體的干燥氯（純度 %）、干燥氯化氫氣體（純度 %）以及相應的不同比例混和氣體，氯化焙燒裝置如下。

（3）氯化提純過程：稱取量經(jīng)水洗后的石英砂放入氯化焙燒裝置，通入N2趕盡空氣，然后通入氯化劑與石英砂混合均勻，將溫度升至焙燒溫度并保持時間。

氯化提純原理：石英顆粒表層的堿金屬、堿土金屬和殘余的包裹體等雜質(zhì)在高溫下與氯化氫反應生成氣態(tài)氯化物，高溫氣流將這些雜質(zhì)元素的氯化物帶走，從而達到深度提純的目的。

需要注意的是，高溫氯化結(jié)束后，再用N2排盡焙燒尾氣，氯化焙燒過程中產(chǎn)生的有害尾氣通過堿液吸收處理。

提純后的石英砂產(chǎn)品，洗滌烘干后對Al、Fe、Na和K四種主要雜質(zhì)元素進行質(zhì)量分數(shù)分析。

在氯化劑過量的情況下，氯化焙燒的溫度和時長對提純效果的影響較為關鍵。

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2、不同氯化劑對石英砂氯化提純效果的影響

試驗方案：稱取4kg經(jīng)水洗烘干后的國產(chǎn)石英砂1放入自主設計的氯化焙燒裝置內(nèi)，通入不同組成的氯化劑（干燥氯150g、干燥氯化氫300g、干燥氯化氫150g與氯75g混合氣體）與石英砂混合均勻，在1000℃下，高溫焙燒120min，得到石英砂產(chǎn)品并檢測。

結(jié)果討論：

不同種類的氯化劑對Na、Fe、K的提純均有明顯效果，使石英砂總雜質(zhì)質(zhì)量分數(shù)有程度降低，這對提升石英砂品質(zhì)具有重大意義；

國產(chǎn)石英砂1中主要雜質(zhì)元素為鋁，但不同氯化劑對雜質(zhì)元素鋁的去除效果不明顯；

使用干燥HCl氣體對雜質(zhì)Na的去除效果要大大優(yōu)于HCl與Cl2的混合氣體和單獨的Cl2，其中干燥HCl氣體對雜質(zhì)Fe的去除率為 %，對雜質(zhì)Na的去除率為 %，對雜質(zhì)K的去除率為30%。

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3、干燥氯化氫氣體對不同品質(zhì)的石英砂氯化提純效果的影響

試驗方案：稱取4kg不同品種（國內(nèi)石英砂1、國內(nèi)石英砂2、國外石英砂1）的石英砂，先經(jīng)過水洗，在氯化焙燒裝置內(nèi)通入干燥氯化氫300g與4kg不同品種石英砂混合均勻，在1000℃下烘焙120min，得到石英砂產(chǎn)品并檢測。

結(jié)果討論：

氯化提純工藝可降低不同品質(zhì)石英砂雜質(zhì)元素；

可將國外石英砂1的總雜質(zhì)質(zhì)量分數(shù)從 ×10-6降低至 ×10-6，且提純后鉀鈉元素總質(zhì)量分數(shù)低于1×10-6，降低了 %；

可將國產(chǎn)石英砂2的總雜質(zhì)質(zhì)量分數(shù)從 ×10-6降低至 ×10-6，且鈉鉀元素總質(zhì)量分數(shù)由7×10-6降至低于1×10-6，降低了 %。