石英石是在真空條件下將石英石晶體、樹(shù)脂和微量顏料等材料通過(guò)異構(gòu)聚合技術(shù)制成大規(guī)格板材,泉州石英玻璃管其高達(dá)94%的石英結(jié)晶體為主體結(jié)構(gòu),使其質(zhì)地更加堅(jiān)硬、緊密,具有其他裝飾材料無(wú)法比擬的耐磨、耐壓、耐高溫、抗腐蝕、防滲透等特性。優(yōu)質(zhì)石英玻璃管色彩豐富的組合使其具有天然石材的質(zhì)感和美麗的表面光澤。石英石臺(tái)面具有其他材料無(wú)法比擬的優(yōu)越性,一產(chǎn)生就受到人們的追捧,但由于技術(shù)還不成熟,國(guó)際上僅有幾個(gè)廠(chǎng)商能夠生產(chǎn)出石英石臺(tái)面,而石英石臺(tái)面的價(jià)格也異常昂貴。
優(yōu)質(zhì)石英玻璃管重選是根據(jù)礦物重力的不同對(duì)礦物進(jìn)行篩選。礦物顆粒由于密度的不同在介質(zhì)中受流體力和機(jī)械力的影響不同,產(chǎn)生松散的分層,從而礦石顆粒被分離。磁選是將石英砂中的磁性雜質(zhì)礦物和顆粒分離出來(lái)。石英砂中的石英是反磁性物質(zhì),在磁場(chǎng)中不能被磁化,而其中含F(xiàn)e、Ti的雜質(zhì)大多是順磁性物質(zhì),可以被磁化,從而通過(guò)磁選可以除去含F(xiàn)e、Ti的雜質(zhì),石英玻璃管廠(chǎng)家獲得很高的石英砂含量。磁選通常采用的設(shè)備是濕式強(qiáng)磁選機(jī)和高梯度磁選機(jī)。
石英不溶于酸(氫氟酸除外),優(yōu)質(zhì)石英玻璃管通過(guò)酸對(duì)鐵及其他有害元素的溶解作用,從而將雜質(zhì)分離出來(lái),得到高純石英砂。石英砂表面及縫隙中的雜質(zhì)可以通過(guò)酸浸最大限度地去除,磁選和浮選等物理方法只能除去礦物結(jié)構(gòu)類(lèi)雜質(zhì)。泉州石英玻璃管研究發(fā)現(xiàn)酸浸過(guò)程中使用混合酸去除雜質(zhì)的效果比較好,石英會(huì)被氫氟酸溶解,所以混合酸中氫氟酸濃度不宜過(guò)高。時(shí)間、酸的濃度、洗滌過(guò)程和溫度都是影響酸浸效果的因素。
(1)高純石英ICP檢測(cè)技術(shù)包括:試樣制備和儀器檢測(cè)兩大部分,其技術(shù)關(guān)鍵是試樣的消解和溶礦制備。優(yōu)質(zhì)石英玻璃管實(shí)驗(yàn)表明:在試樣制備過(guò)程中,所采用的試樣重量、試劑組合、試劑用量、試劑純度等對(duì)ICP檢測(cè)結(jié)果會(huì)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(jí)(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(diǎn)和對(duì)純度要求,在整個(gè)試樣制備過(guò)程中,都不能采用鋼篩,以避免產(chǎn)生鐵質(zhì)污染。另外,泉州石英玻璃管在超凈實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)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(cè)誤差。
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(chǔ)材料,石英玻璃管廠(chǎng)家其需求量越來(lái)越大,已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略性產(chǎn)品。未來(lái)的高純石英砂的發(fā)展,需要優(yōu)先進(jìn)行優(yōu)良石英資源的探查,盡快進(jìn)行高純石英砂制備技術(shù)的深入研究,打破外國(guó)壟斷,形成自己具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。優(yōu)質(zhì)石英玻璃管結(jié)合化學(xué)、物理、機(jī)械化學(xué)、電磁(波)化學(xué)等專(zhuān)業(yè)知識(shí),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(xué)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。
目前我國(guó)高純石英技術(shù)已經(jīng)取得一定進(jìn)展,優(yōu)質(zhì)石英玻璃管主要標(biāo)志是初步具有4N高純石英中端產(chǎn)品的批量生產(chǎn)能力,并基本掌握了高純石英質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)。但是,我國(guó)目前還沒(méi)有4N8及以上高端產(chǎn)品生產(chǎn)能力,表明與國(guó)際先進(jìn)水平的差距依然很大。泉州石英玻璃管要改變我國(guó)高純石英技術(shù)的相對(duì)落后狀態(tài),應(yīng)從國(guó)家層面上調(diào)動(dòng)和組織科研力量,政、產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合,開(kāi)展高純石英原料選擇技術(shù)、加工工藝技術(shù)和加工裝備技術(shù)攻關(guān),為我國(guó)高純石英高端產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化提供技術(shù)支撐。