石英砂广泛应用于水处理、新型建材等化工行业。除了二氧化硅,主要成分还含有氧化铁、粘土、云母和有机杂质,一层铁水在天然应时矿表面形成一层薄膜。与一些对铁含量有严格要求的精细工业相比,生产中需要使用酸洗后的石英砂来降低石英砂中的铁含量。
应时矿伴生矿物有长石、云母和粘土矿物,一般为黑色、黄色、灰色和灰白色。一些伴生矿物经粉碎加工成石英砂后,直接附着在石英砂颗粒表面,有的以杂质的形式混入石英砂中。酸洗一般可以去除一些金属氧化物(水垢)和酸性物质,但不一定能去除长石、云母和粘土矿物。附着在石英砂表面的不可去除的杂质会使石英砂表面变黑或变黄。
酸洗主要是消除石英砂、硅藻土载体上的吸附,减少色谱峰分层。载体在生产加工前需要酸洗。
用一定浓度的盐酸溶液加热至一定温度,处理2-3小时,盐酸用量为砂重的5%左右。
石英砂水洗后,同时将浓盐酸和硫酸(98%)混合,室温下静置1-2小时,或将混合溶液与石英砂搅拌一段时间,洗掉酸性溶液。
草酸和绿矾的处理。在一定温度下,将水、草酸和绿矾按一定比例配制成溶液,将石英砂和溶液按一定比例混合搅拌,处理几分钟,过滤出溶液,处理后回收,将沙子清洗、脱水、干燥。
氢氟酸处理。单独使用氢氟酸时,效果更好,但浓度更高。当使用亚硫酸氢钠和亚硫酸氢钠时,可以使用低浓度氢氟酸。
石英砂料浆中同时加入一定浓度的盐酸和氟硅酸溶液,或先用盐酸溶液处理,再用水冲洗后用氟硅酸处理,或反向搜索,高温处理2-3小时,然后过滤清洗。
酸洗石英砂工艺的主要设备包括反应罐、锅炉、酸加热器、储酸桶、回酸桶、酸泵、循环桶、过滤器、酸雾回收塔、制酸桶,以及一套相连的酸、水、气管道阀门系统。其实酸洗工艺就是通过与酸的化学反应来去除杂质,从而提高石英砂纯度的工艺过程。酸度、时间、温度、酸洗、工艺和设备是影响酸洗效果的主要因素。
特殊的酸洗工艺是氢氟酸,它有自己独特的腐蚀行为。石英石和花岗岩在硫酸、硝酸和盐酸中具有优异的耐腐蚀性,但在HF面前却无能为力。即使是耐酸性能优异的环氧树脂和呋喃树脂,在氢氟酸溶液中也会形成氟化物,会大大降低强度,导致防护失效。因此,耐氢氟材料的选择一直是酸洗设备防腐中备受关注的课题。可以看出,要避免石英砂在酸洗时被腐蚀的问题,需要从根本上解决,所以只有按照上述方法严格酸洗石英砂,才能很好地避免石英砂被腐蚀的问题。