現(xiàn)代科技日新月異的發(fā)展,對石英這一基礎原材料提出了更高的純度要求,世界公認高純、超高純石英原料是當今高新科技產(chǎn)品的重要基礎,專供專供石英玻璃是一個國家高新技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的必要務件。在德國,已將超高純石英原料列為戰(zhàn)略物資而限制出口。 高純石英砂是經(jīng)過對石英砂進行提純加工,對砂中有用礦物進行高度密集,加工出來的。高純石英砂是制造二氧化硅薄膜、石英玻璃、半導體硅及光線通訊電纜等高性能材料的主要原料,可廣泛應用于現(xiàn)代科技和經(jīng)濟領(lǐng)域,附加值很高。 國際上,武漢石英玻璃可以生產(chǎn)這些高純度石英砂的國家也只有美國、日本、英國、德國和法國的七家企業(yè)。
精制石英砂Si02含量在99%-99.5%之間,其還有著另外一個名字——酸洗石英砂,專供石英玻璃主要用途如下:石英砂一樣,精制石英砂也能夠被用于玻璃制造行業(yè),但是,它也有不同的用途,可以被用作耐火材料、冶煉硅鐵、陶瓷、研磨材料、鑄造造型等各個方面,最厲害的是因為具有很強的抗酸性介質(zhì)浸蝕的能力,武漢石英玻璃制取耐酸混凝土與耐酸砂漿時也經(jīng)常用到它。
高純石英砂作為大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路、光纖、激光、航天、軍事中的基礎材料,石英玻璃加工其需求量越來越大,已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的戰(zhàn)略性產(chǎn)品。未來的高純石英砂的發(fā)展,需要優(yōu)先進行優(yōu)良石英資源的探查,盡快進行高純石英砂制備技術(shù)的深入研究,打破外國壟斷,形成自己具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。專供石英玻璃結(jié)合化學、物理、機械化學、電磁(波)化學等專業(yè)知識,研究高純石英砂的提純技術(shù)是今后重要的發(fā)展方向?;瘜W合成可以制備純度較高的石英砂及球形石英砂,也是今后的研究的方向。
化工:硅化合物和水玻璃等的原料,硫酸塔的填充物,專供石英玻璃無定形二氧化硅微粉。機械:鑄造型砂的主要原料,研磨材料(噴砂、硬研磨紙、砂紙、砂布等)。電子:高純度金屬硅、通訊用光纖等。橡膠、塑料:填料(可提高耐磨性)。涂料:填料(可提高涂料的耐候性)。冶金:硅金屬、硅鐵合金和硅鋁合金等的原料或添加劑、熔劑 。航空、航天:石英玻璃加工其內(nèi)在分子鏈結(jié)構(gòu)、晶體形狀和晶格變化規(guī)律,使其具有的耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、高度絕緣、耐腐蝕、壓電效應、諧振效應以及其獨特的光學特性。
(1)高純石英ICP檢測技術(shù)包括:試樣制備和儀器檢測兩大部分,其技術(shù)關(guān)鍵是試樣的消解和溶礦制備。專供石英玻璃實驗表明:在試樣制備過程中,所采用的試樣重量、試劑組合、試劑用量、試劑純度等對ICP檢測結(jié)果會產(chǎn)生重要的影響。(2)試樣消解和溶礦制備的優(yōu)化條件是:高純石英用量≥2000mg;試劑純度為高純級(MOS或BV-III),試劑組合為HF+HNO3;濃HNO3分3次使用,總用量≥5mL;HF用量為25mL。(3)根據(jù)高純石英砂加工工藝特點和對純度要求,在整個試樣制備過程中,都不能采用鋼篩,以避免產(chǎn)生鐵質(zhì)污染。另外,武漢石英玻璃在超凈實驗室條件下進行高純石英試樣消解和溶礦制備,將有利于避免空氣雜質(zhì)污染、減少檢測誤差。