石英砂又被稱石英沙，是一種常見的非金屬礦物原料，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。我國石英砂的選礦、凈化和深加工主要應(yīng)用于建筑業(yè)、玻璃制造業(yè)、陶瓷業(yè)和鑄造業(yè)。這些行業(yè)的共同特點(diǎn)是對石英砂的需求量大，對原材料的質(zhì)量要求低。

對于我國部分地區(qū)的優(yōu)質(zhì)石英砂，無需選礦或稍加提純，就能滿足工業(yè)用砂需要。但是我國優(yōu)質(zhì)石英砂資源相對較少，所以在對石英砂質(zhì)量指標(biāo)要求較高的情況下，須對其進(jìn)行提純，以滿足各種*工業(yè)生產(chǎn)的要求。石英砂提純是一項(xiàng)非常困難的分離技術(shù)，它可以去除石英砂中的微量雜質(zhì)，獲得精制石英砂或高純度石英砂（電子產(chǎn)品用），在石英砂提純工藝的實(shí)際生產(chǎn)中，石英砂提純工藝的研究主要包括以下幾個(gè)方面：

1、水洗分級脫泥

石英砂中sio2的含量隨粒度增大而降低，而鐵、鋁等雜質(zhì)礦物的品位則相反，特別是含有大量粘土礦物的石英砂。因此，石英原礦在選礦前用水分離十分必要，效果明顯。水洗分級脫泥作為石英選礦前的一種預(yù)處理方法現(xiàn)在已得到廣泛應(yīng)用，但對石英砂表面存在的薄膜鐵和粘著雜質(zhì)礦物的去除效果并不顯著。

2、擦洗
擦洗是利用石英砂砂粒間的機(jī)械力和磨擦力，除去石英砂表面的薄膜鐵、粘結(jié)物和泥狀雜質(zhì)礦物，進(jìn)一步粉碎尚未成為單體的礦物團(tuán)聚體，以達(dá)到進(jìn)一步的凈化效果。目前主要有兩種方法擦洗石英砂：棒磨擦清洗和機(jī)械擦洗。對于機(jī)械擦洗，一般認(rèn)為影響擦洗效果的主要因素是擦洗塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)，其次是工藝因素，包括擦洗時(shí)間和擦洗濃度。研究表明，在50%～60%范圍內(nèi)，擦洗濃度較佳。擦洗時(shí)間原則上以初步達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求為準(zhǔn)。不宜太長，因?yàn)闀r(shí)間太長，會(huì)增加設(shè)備磨損，增加能耗，增加選礦凈化成本。由于機(jī)械擦洗在某些石英砂礦上的應(yīng)用效果不理想，我國棒磨擦洗行業(yè)的應(yīng)用較為成熟和普遍。

3、磁選
磁選工藝的采用，可以較大限度的清除包括連生體顆粒在內(nèi)的赤鐵礦、褐鐵礦和黑云母等弱磁性雜質(zhì)礦物。強(qiáng)磁選通常采用濕式強(qiáng)磁選機(jī)或高梯度磁選機(jī)。一般而言，對雜質(zhì)以褐鐵礦、赤鐵礦、黑云母等弱磁性雜質(zhì)礦物為主的石英砂，利用濕式強(qiáng)磁機(jī)在10000Gs以上可以選出;對含雜以磁鐵礦為主的強(qiáng)磁性礦物，則采用弱磁機(jī)對或中磁機(jī)進(jìn)行選別效果比較好，采用強(qiáng)磁機(jī)對石英砂進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)條件研究，結(jié)果表明，磁選數(shù)和磁場強(qiáng)度對選除鐵效果有重要影響，隨磁選次數(shù)的增加，含鐵量逐漸減少，而一定的磁場強(qiáng)度下可除去大部分的鐵質(zhì)，但此后磁場強(qiáng)度即使提高很多，除鐵率也無多大變化。另外，石英砂粒度越細(xì)，除鐵效果越好，其原因是細(xì)粒石英砂中含鐵雜質(zhì)礦物量高的緣故。當(dāng)石英砂原砂中含雜質(zhì)礦物較多時(shí)，僅采用擦洗、脫泥和磁選是不能將石英砂提純成高純砂的。
4、浮選
考慮到含氟廢水對環(huán)境的嚴(yán)重影響，20世紀(jì)70年代國外出現(xiàn)了無氟酸浮選法，如日本在長石和石英的分離中，采用硫酸或鹽酸（ph=2）制漿。采用*脂肪胺鹽和石油磺酸鈉混合捕收劑浮選成功。無氟酸浮選法是近年來發(fā)展起來的一種浮選方法。是發(fā)展石英和長石浮選分離的新工藝。在天然中性介質(zhì)中，通過合理地混合陽離子捕收劑和陰離子捕收劑，優(yōu)先浮選長石，將長石和石英分離。但是，無氟無酸浮選還沒有氫氟酸浮選成熟。云母和石英的等電點(diǎn)相似，難以分離。在酸性條件下使用陰離子捕收劑或在堿性條件下使用陰離子-陽離子捕收劑，均能取得較好的效果。一般來說，石英砂經(jīng)洗滌、脫泥、磁選、浮選后，純度可達(dá)到99.3%-99.9%，基本滿足工業(yè)用砂的需要。
5、酸浸

酸浸是利用石英不溶于酸（HF除外），其它雜質(zhì)礦物能被酸溶液溶解的特性，從而達(dá)到進(jìn)一步提純石英砂的目的。酸浸常用酸類有硫酸、鹽酸、硝酸、醋酸和氫氟酸。還原劑有亞硫酸及其鹽類等。上述酸類對石英中的非金屬雜質(zhì)礦物均有較好的去除效果。各種稀酸對Fe和Al的去除效果明顯，而對Ti和Cr的去除則主要利用較濃的硫酸、王水和氫氟酸處理。影響酸處理效果的主要因素是酸濃度、溫度、時(shí)間、以及洗滌過程等。通常使用上述酸類組成的混合酸進(jìn)行雜質(zhì)礦物的酸浸脫除，考慮到HF酸對石英的溶解作用，故HF酸濃度一般小于10%。除酸濃度外，酸用量、酸浸時(shí)間、溫度和礦漿攪拌都會(huì)影響石英的酸浸效果。酸浸過程中各種因素的控制應(yīng)根據(jù)較終石英品位的要求，盡可能降低酸濃度、溫度和用量、酸浸時(shí)間，以較低的選礦成本實(shí)現(xiàn)石英的提純。根據(jù)酸浸溫度不同，酸浸試驗(yàn)可分為熱酸處理和冷酸處理。冷酸處理采用浸泡間歇攪拌浸出法，時(shí)間一般為24h。熱酸處理一般時(shí)間較短，采用攪拌浸出。針對歐美一些*對石英中鐵的嚴(yán)格要求，對石英的酸浸提純進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，建立了石英酸浸選礦凈化廠。經(jīng)酸浸可得到純度為99.99%的高純石英砂。

6、微生物浸除
微生物浸除石英砂顆粒表面的薄膜鐵或浸漬鐵是一種新型的除鐵技術(shù)。國外研究表明，利用黑曲霉、青霉、假單胞菌、多粘菌素、芽孢桿菌等微生物對石英砂顆粒表面的鐵膜進(jìn)行浸除，取得了良好的效果。黑曲霉菌浸除鐵效果較好，fe2o3去除率在75%以上，精礦fe2o3品位低至0.007%。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)細(xì)菌和真菌的預(yù)培養(yǎng)基中，由于其可溶代謝產(chǎn)物，鐵的浸出比其他菌株更為有效。目前，微生物除鐵尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，大型化生產(chǎn)需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。
由于不同石英砂產(chǎn)品對雜質(zhì)礦物含量的要求不同，有時(shí)采用其他凈化方法進(jìn)行進(jìn)一步凈化。如利用石英與雜質(zhì)礦物電學(xué)性質(zhì)的微小差異，電分離石英中的微量金屬雜質(zhì)礦物，熱氯化可以去除石英中的氣液雜質(zhì)和雜質(zhì)礦物。該工藝可減輕金屬夾雜物的表面污染，達(dá)到進(jìn)一步凈化石英砂的效果。