www.188betkr.com 讯在高纯石英提纯这一工业领域，氢氟酸长期占据重要地位，但其带来的风险与危害也促使行业不断探索新路径。
氢氟酸：传统提纯的“利器”，也是“隐患”
氢氟酸（HF）在传统高纯石英提纯中应用广泛，核心价值在于其对硅酸盐类杂质的强去除能力。在“有氟有酸法”浮选中，氢氟酸（或氟化物）与无机酸（如盐酸、硫酸）配合，能在酸性环境（pH≈2.5）中电离出F?、HF2-等活性组分，腐蚀长石、云母等杂质矿物的晶格Si-O键，暴露Al3+活性位点，再通过胺类捕收剂实现杂质与石英的分离；在酸浸工艺中，氢氟酸可破坏石英内部包裹体结构，高效去除Al、Fe、Ti等晶格杂质，例如湖北黄冈脉石英经氢氟酸与盐酸（1:19）混合酸浸后，杂质含量降至79.3μg/g，SiO2纯度达99.992%。
但氢氟酸的使用存在显著局限性：一是环保风险高，浮选或酸浸废液中的氟离子若处理不当会污染水体与土壤，而含氟废水处理需额外投入成本，增加生产负担；二是设备腐蚀性强，氢氟酸对反应容器材质要求严苛，需采用特殊防腐材料，提升了设备投资与维护成本；三是操作安全性低，对操作人员防护及生产流程管控要求极高，限制了其在部分企业的应用。
无氢氟酸路径：3类技术，覆盖多需求
随着绿色工艺研发与技术突破，多种无氢氟酸提纯技术已实现工业化应用或实验室验证，可满足不同纯度等级高纯石英的需求，主要包括以下三类：
无氟浮选工艺
“无氟有酸法”浮选：以盐酸、硫酸、草酸等无机酸或有机酸调节矿浆pH（通常为2~3），使石英处于零电点附近（表面呈中性/弱酸性），而长石等杂质表面带负电，再通过胺类捕收剂或阴阳离子混合捕收剂选择性吸附杂质。例如，江西某石英矿采用“硫酸调pH+十二胺-石油磺酸钠混合捕收剂”工艺，获得SiO2品位95.04%、白度94.40%的石英精矿；针对绢云母与石英分离，在pH=3、十二胺用量2.0×10-4mol/L条件下，二者回收率差值达66个百分点，分离效果显著。
“无氟无酸法”浮选：在中性或碱性环境中，通过活化剂、抑制剂与混合捕收剂协同作用实现提纯。中性条件下，以六偏磷酸钠抑制石英（形成亲水吸附层），油酸钠活化长石，配合十二胺盐酸盐捕收剂，可使石英回收率近89%；碱性条件下（pH=9~10），添加Ca??等碱土金属离子活化白云母、长石，再用十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐（OPEBA）等捕收剂，能实现石英回收率99.4%、长石仅16.9%的高效分离，且全程无酸无氟，对设备腐蚀与环境影响大幅降低。
无氟酸浸工艺
有机酸酸浸：草酸、柠檬酸、乙酸等有机酸通过络合作用去除金属杂质，且毒性低、污染小。例如，广西脉石英采用“草酸15%+非离子表面活性剂0.8%”的有机混合酸，在70℃、液固比4:1条件下酸浸12h，SiO2纯度从98.86%提升至99.80%，Fe、Al含量分别降至0.01%、0.02%，总杂质去除率达81.7%；柠檬酸可同时络合Fe、Al杂质，并防止其再次沉积，乙酸则能去除Ca、Mg等弱碱性杂质，兼顾提纯效果与环保性。
安徽威克特瑞新材料科技有限公司“一种制备高纯石英砂的无氟无硝酸浸工艺”：该发明属高纯石英砂提纯领域，流程含矿石挑选、清洗、破碎、筛分、磁选、浮选、高温微波去气液包裹体、无氟无硝酸浸（盐酸+草酸）、烘干磁选等步骤。该工艺以环境友好的无氟无硝酸浸方法酸洗除杂，通过调控酸洗液比例、酸洗时间与温度，有效降低石英砂中Fe、Al、Mg等杂质元素含量，最终产品纯度可达5N（高于4N8），且减少废液处理，大幅降低环境污染。
辅助强化无氟酸浸：为使酸浸除杂的效果进一步提高，通常还会搭配热压或超声对化合物进行酸浸处理。超声或热压技术可增强非氟酸的渗透与反应能力。Jingsheng LI等人，采用HCl与H2C2O4的超声波辅助混合酸化学浸出除去石英矿物中的Al杂质，实验结果表明，无氟浸出获得石英砂精矿Al含量比部分有氟化学浸出低，且反应时间较短，既不造成污染物氟离子，又能节约能源。
热处理协同无氟工艺
热处理（高温焙烧、微波煅烧）通过物理作用破坏石英内部包裹体，为无氟提纯创造条件，减少对氢氟酸的依赖：
高温焙烧：将石英砂加热至900℃并水淬，利用热应力产生微裂纹，使内部包裹体爆裂，后续无氟酸浸即可高效除杂。例如，高温焙烧后再经无氟酸浸，石英中Al、Fe、P、K等杂质含量显著降低，白云母等脉石矿物晶体结构被破坏，无需氢氟酸即可实现深度提纯。
微波煅烧：利用微波选择性加热含铁杂质与气液包裹体（石英几乎不吸收微波），在低于573℃（石英α/β相变温度）的条件下即可产生微裂纹，辅助无氟酸浸。Li等研究表明，400℃微波处理30min的石英砂，铁含量从285ppmw降至0.383ppmw，去除率达99.87%，优于传统高温焙烧，且无需氢氟酸即可突破包裹体杂质去除难题。
小结
综合来看，高纯石英提纯并非非氢氟酸不可。
从技术层面而言，目前已有无氟浮选、无氟酸浸、热处理协同无氟等多类无氢氟酸提纯技术在实验室环境中验证可行，部分技术甚至能实现高效除杂，达到较高纯度标准。然而，这些无氢氟酸技术在工业领域的规模化应用案例仍较少，多数仍停留在实验室研发阶段。
随着国家对环保要求的提升及“双碳”目标推进，无氢氟酸的高纯石英提纯技术成为研发重点，无氟浮选、无氟酸浸、热处理协同无氟等工艺，因具备效率、环保与成本优势，被视为未来主流方向。未来，氢氟酸在高纯石英提纯中的应用或逐渐局限于高端小众场景，不再是该领域的“必需品”。
参考来源：
张晨曦等.高纯石英砂的研究进展：从原料提纯到功能化应用
李爱民等. 我国石英与长石浮选分离的研究进展
钟乐乐等.超高纯石英纯化制备及机理研究
LI F, JIANG X, ZUO Q, et al. Purification mechanism of quartz sand by combination of microwave heating and ultrasound assisted acid leaching treatment [J]. Silicon, 2021, 13: 531-541.
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