酸洗浄した石英砂

石英砂の酸洗と酸洗工程の詳細

精製石英砂や高純度石英砂の選別においては、特に石英砂表面の酸化鉄膜や亀裂中の鉄不純物といった問題から、従来の選鉱方法の要求を満たすことが困難である。石英砂の精製品質と収率を向上させるため、石英砂が酸に不溶でKOH溶液にわずかに溶解するという特性を活かし、酸浸出法が石英砂処理に不可欠な手段となっている。

石英砂の酸洗処理とは、石英砂を塩酸、硫酸、シュウ酸、またはフッ化水素酸で処理して鉄分を溶解させる処理のことである。

石英砂の酸洗の基本工程

酸性ローションを調合します

砂1トンを7～9％のシュウ酸、1～3％のフッ化水素酸、90％の水の混合物で処理する必要があります。2～3.5トンの水が必要ですが、水をリサイクルすれば、砂1トンを洗浄するのに必要な水はわずか0.1トンで済みます。砂洗浄作業では、必然的に砂の大部分が浮き上がります。石英砂の酸洗処理は、塩酸、硫酸、シュウ酸、またはフッ化水素酸で石英砂を処理して鉄を溶解することです。

Ⅱ ピクルス用ミックス

酸洗液は酸洗槽に注入され、砂の重量の約5％となるように塩酸含有量の割合に応じて添加される。これにより、石英砂が酸洗液に浸漬され、塩酸含有量が砂の重量の約5％となるようにする。

Ⅲ 酸洗浄した石英砂
① 石英砂を酸洗液に浸す時間は一般的に3〜5時間ですが、石英砂の黄ばみ具合に応じて浸漬時間を増減したり、酸洗液と石英砂を一定時間攪拌した後、加熱装置を使用して溶液を一定の温度まで加熱することで、酸洗時間を短縮できます。

② 還元剤としてシュウ酸と緑ミョウバンを使用した酸洗処理は鉄の溶解度を向上させることができる。水、シュウ酸、緑ミョウバンを一定の割合で一定の温度で混合し、石英砂と溶液を一定の割合で混合、攪拌し、数分間処理した後、溶液を濾過して回収する。

③ フッ化水素酸処理：フッ化水素酸処理を単独で行うと効果は良好ですが、濃度が高くなります。亜ジチオン酸ナトリウムと併用する場合は、フッ化水素酸の濃度を低くすることができます。

一定濃度の塩酸とフッ化水素酸溶液を、所定の比率に従って同時に石英砂スラリーに混合する。あるいは、まず塩酸溶液で処理し、洗浄した後、フッ化水素酸で処理し、2～3時間高温で処理した後、濾過して洗浄することもできる。

注記：

フッ化水素酸を用いて石英砂を酸浸漬する場合、反応はより複雑になる。酸性媒体中での鉄の溶解に加えて、HFは石英自体とも反応し、表面にある一定の厚さのSiO2やその他のケイ酸塩を溶解する可能性がある。

しかし、これは石英砂の表面洗浄や鉄などの不純物汚染の除去に効果的であるため、フッ化水素酸は石英の酸浸出に適しています。ただし、フッ化水素酸は毒性が強く腐食性も高いため、酸浸出廃水は特別な処理が必要です。

IV 酸の回収と脱酸

酸洗浄した石英砂を水で2～3回すすぎ、その後、0.05～0.5%の水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）アルカリ溶液で中和します。中和時間は約30～60分で、石英砂全体がその場で中和されていることを確認してください。pHがアルカリ性になったら、苛性ソーダを放出し、pHが中性になるまで1～2回すすぎます。

Ⅴ 乾燥した石英砂

酸を抜き取った後、石英砂から水分を抜き、乾燥装置で乾燥させる必要がある。

Ⅵ スクリーニング、色選択、パッケージングなど

上記は石英砂の酸洗および浸出処理プロセスの基本的な手順です。石英砂鉱石は我が国で比較的広く分布しているため、石英砂の性質には違いがあり、石英砂の精製においても具体的な問題点を具体的に分析し、適切な石英砂精製プロセスを開発する必要があります。