本發(fā)明涉及高純石英砂的制備領(lǐng)域，具體涉及一種去除高純石英砂雜質(zhì)的方法。技術(shù)背景隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，石英玻璃的需求量不斷增加，而其原料礦—天然水晶資源已近枯竭，不能滿足現(xiàn)代高科技發(fā)展的需求，促使人們探索能替代水晶的石英玻璃原料礦種。但這些天然礦種在生產(chǎn)高純石英砂時(shí)由于石英成礦過程中共生的礦物以及包裹體的流體雜質(zhì)，嚴(yán)重影響著終端產(chǎn)品—石英玻璃的高溫穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度及光學(xué)性能等，作為高檔石英玻璃原料的高純石英砂只能選擇酸洗后雜質(zhì)較少、氣液包裹體含量較低的礦石用于生產(chǎn)。因此，酸洗后13種雜質(zhì)元素含量能夠進(jìn)一步顯著降低及氣液包裹體的去除是實(shí)現(xiàn)提純石英礦石代替水晶制備高端石英玻璃原料的關(guān)鍵與難點(diǎn)。目前并沒有針對(duì)除去石英砂微裂隙內(nèi)雜質(zhì)的專門工序，去除氣液包裹體的方法也存在較多缺陷：如CN102180584A采用高溫水淬的方法清除天然石英中羥基和氣液包裹體，但該方法存在能耗高、氣液包裹體與石英共同緩慢加熱導(dǎo)致相界限間產(chǎn)生的熱應(yīng)力較小，氣液包裹體去除率相對(duì)較低的缺陷；CN101337767B采用微波選擇性加熱的方法使具有高介電常數(shù)或損耗系數(shù)的氣液包裹體或雜質(zhì)產(chǎn)生微裂紋，再通過后續(xù)外加載荷擴(kuò)展該微裂紋，從而達(dá)到破裂氣液包裹體、剝離雜質(zhì)的目的，但該方法只適于內(nèi)部含有大量高介電常數(shù)物質(zhì)(如水等)的包裹體的去除，倘若氣液包裹體內(nèi)高介電常數(shù)物質(zhì)含量較少，微波則不能達(dá)到較好的去除效果，適用范圍較窄。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，本發(fā)明提出了一種操作簡便、可有效去除石英砂裂縫中的雜質(zhì)和氣液包裹體的方法，擬在傳統(tǒng)的石英砂生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上，先將石英砂與硝酸銨混合熱處理，然后進(jìn)行常規(guī)純化處理如水淬、浮選、酸洗等，得到高純石英砂，經(jīng)過該方法處理后的石英砂的純度可達(dá)99.998％，其中13種雜質(zhì)的含量可有效的控制在15ppmw以下。本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種去除高純石英砂雜質(zhì)的方法，該方法將石英砂與硝酸銨混合后于200-400℃下熱處理，再進(jìn)行后續(xù)純化。在本發(fā)明提供的一些技術(shù)方案中，石英砂的粒度為50-180目。根據(jù)上述技術(shù)方案提供的方法，后續(xù)純化為常規(guī)純化石英砂工藝流程中采用的方法：浮選、磁選、電選、水淬、酸洗、氯化中的一種或幾種的組合。在高純石英砂純化工藝中，原材料一般是純度已經(jīng)較高的石英砂，在本發(fā)明提供的一些 技術(shù)方案中，石英砂是經(jīng)過破碎、篩分、磁選、電選等前處理的，其中石英砂的13種標(biāo)準(zhǔn)雜質(zhì)元素總含量≤200ppm、含水量≤1％。根據(jù)上述技術(shù)方案提供的方法，石英砂與硝酸銨混的方式包括：1)將石英砂浸泡于硝酸銨溶液后取出干燥；2)將石英砂與硝酸銨粉末混勻。在本發(fā)明提供的一些技術(shù)方案中，方式2)中的后續(xù)純化步驟包括水淬。在本發(fā)明提供的一些技術(shù)方案中，硝酸銨溶液中硝酸銨的質(zhì)量濃度≥66.7％；硝酸銨與石英砂的質(zhì)量比為0.1-1.7:1。在本發(fā)明提供的一些技術(shù)方案中，方式1)中熱處理的時(shí)間為20s-2min，方式2)中所述熱處理的時(shí)間為1-10min。在本發(fā)明提供的一些技術(shù)方案中，浸泡時(shí)間≥1小時(shí)。在本發(fā)明提供的一些技術(shù)方案中，干燥的溫度≤100℃。本發(fā)明所述的干燥，是指借能量使物料中水或溶劑氣化，并帶走所生成的蒸汽的過程。本發(fā)明的一些實(shí)施方案所采用的干燥方式為烘干干燥。應(yīng)當(dāng)指出，可以達(dá)到相同效果的干燥方法還包括但不限于烘干、真空干燥、冷凍干燥、氣流干燥、微波干燥、紅外線干燥和高頻率干燥等。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，干燥溫度≤100℃。本發(fā)明的一些實(shí)施例中所使用的硝酸銨粉末的最大粒度不大于石英砂的平均粒徑。本發(fā)明所述的熱處理時(shí)間從石英砂進(jìn)入熱處理設(shè)備的溫度場后開始計(jì)時(shí)。本發(fā)明使用的定義“13種標(biāo)準(zhǔn)雜質(zhì)元素”是指Al、Fe、Li、Na、K、Ca、Mg、Ti、Mn、Cr、Cu、Ni、B。本發(fā)明所述的熱處理設(shè)備包括烘箱、管式爐、馬弗爐、連續(xù)式爐窯，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，采用鼓風(fēng)烘箱作為熱處理設(shè)備。根據(jù)上述技術(shù)方案提供的方法，在一些實(shí)施方式中，同時(shí)采用兩種混合方式：把經(jīng)過前處理的石英砂先浸泡干燥后再添加硝酸銨粉末，在200-400℃的環(huán)境中加熱1-10min后，將該混合物倒入水槽中進(jìn)行水淬，之后再進(jìn)行常規(guī)的高純石英砂生產(chǎn)工序。本發(fā)明的實(shí)施方式中使用的水均為去離子水。除非明確地說明與此相反，否則，本發(fā)明引用的所有范圍包括端值。例如，“加熱至200-400℃”表示溫度T的范圍為200℃≤T≤400℃。本發(fā)明的有益效果在于：(1)本發(fā)明中進(jìn)入石英砂微裂隙內(nèi)的硝酸銨受熱分解后瞬時(shí)釋放的氣體所產(chǎn)生的高壓可擴(kuò)大甚至沖開該微裂隙；同時(shí)均勻分布在石英砂表面的硝酸銨受熱分解時(shí)的能量在極短的時(shí)間內(nèi)可快速加熱氣液包裹體，由于比熱容的差異與石英壁形成溫差可導(dǎo)致包裹體破裂， 從而釋放出包裹體中的雜質(zhì)。再配合浮選或酸浸等工藝使原本存在于微裂隙，常規(guī)條件下浮選藥劑或酸液難于接觸的雜質(zhì)更容易暴露于藥劑或酸液之下。能更全面的去除石英砂微裂隙內(nèi)的雜質(zhì)，達(dá)到突破現(xiàn)階段提純瓶頸、進(jìn)一步提純石英砂的目的；(2)該方法的應(yīng)用范圍廣，對(duì)石英砂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等無要求，適用于所有滿足上述條件的石英砂中縫隙中雜質(zhì)和/氣液包裹體的去除；(3)可利用硝酸銨受熱分解時(shí)的能量加熱石英砂，減少能耗；(4)后續(xù)純化中，可以通過水淬對(duì)包裹體進(jìn)行二次破裂，提高高純石英砂氣液包裹體去除率；(5)本發(fā)明使用的硝酸銨分解后的產(chǎn)物對(duì)石英砂以及設(shè)備沒有腐蝕或其他不良影響，并且對(duì)環(huán)境基本無污染。以本發(fā)明提供的方法處理后的石英砂的純度可高達(dá)99.998％，其中13種雜質(zhì)的含量可控制在15ppmw以下。具體實(shí)施方式以下所述的是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明所保護(hù)的不限于以下優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說在此發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的基礎(chǔ)上，做出的若干變形和改進(jìn)，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例中所用的原料均可以通過商業(yè)途徑獲得。實(shí)施例1取粒徑為50-150目經(jīng)磁選后的石英砂1kg，將其在硝酸銨溶液(每100g水中含硝酸銨200g)中浸沒20小時(shí)后，取出石英砂瀝干溶液后轉(zhuǎn)入鼓風(fēng)干燥箱，設(shè)置干燥溫度80℃。干燥至石英砂具有流動(dòng)性后將其轉(zhuǎn)入400℃的馬弗爐內(nèi)，20s后取出石英砂進(jìn)行常規(guī)浮選、酸浸處理后編號(hào)為1#，另取1Kg同種石英砂直接進(jìn)行上述常規(guī)浮選、酸浸處理后編為2#，然后將1#和2#使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)進(jìn)行13種標(biāo)準(zhǔn)雜質(zhì)元素檢測，結(jié)果見表1。表1(單位：ppm)編號(hào)AlFeLiNaKCaMgTiCuNiMnCrB1#6.90.050.32.31.10.10.030.90.020.060.050.050.12#8.40.190.34.61.42.20.051.20.050.050.050.050.1實(shí)施例2取粒徑為50-150目經(jīng)磁選后的石英砂1kg，將其在硝酸銨溶液(每100g水中含硝酸銨 400g)中浸沒1小時(shí)后，取出石英砂瀝干溶液后轉(zhuǎn)入鼓風(fēng)干燥箱，設(shè)置干燥溫度60℃。干燥至石英砂具有流動(dòng)性后將其轉(zhuǎn)入200℃的馬弗爐內(nèi)，2min后取出石英砂進(jìn)行常規(guī)浮選、酸浸處理后編號(hào)為1#，另取1kg同種石英砂直接進(jìn)行上述常規(guī)浮選、酸浸處理后編號(hào)為2#，然后將1#和2#使用ICP-OES對(duì)13種標(biāo)準(zhǔn)雜質(zhì)元素進(jìn)行檢測，結(jié)果見表2。表2(單位：ppm)編號(hào)AlFeLiNaKCaMgTiCuNiMnCrB1#6.50.050.281.51.20.10.030.90.020.050.050.050.082#8.40.190.34.61.42.20.051.20.050.050.050.050.1從實(shí)施例1和2中可以明顯的看出，經(jīng)過硝酸銨處理后再提純的1#比直接提純的2#在Al、Fe、Na、K、Ca、Ti的雜質(zhì)含量上均有明顯的降低，達(dá)到了進(jìn)一步提純的目的。實(shí)施例3分別取粒徑為90～180目經(jīng)酸洗后的石英砂1kg，編號(hào)為1#和2#，將1#摻入平均粒度為100目的硝酸銨粉末100g混合均勻后將其轉(zhuǎn)入400℃的馬弗爐內(nèi)，10min后取出立即倒入25℃的水中進(jìn)行水淬。將1#和2#熔制加工成石英玻璃樣品(a*b*h＝20mm*20mm*10mm)后，按照GB/T12442-90和GB/T5949-1986進(jìn)行測試，測試結(jié)果見表3。表3實(shí)施例4分別取粒徑為90～180目經(jīng)酸洗后的石英砂1kg，編號(hào)為1#和2#，將1#摻入平均粒度為100目的硝酸銨粉末1700g混合均勻后將其轉(zhuǎn)入200℃的馬弗爐內(nèi)，1min后取出立即倒入25℃的水中進(jìn)行水淬。將1#和2#熔制加工成石英玻璃樣品(a*b*h＝20mm*20mm*10mm)后，按照GB/T12442-90和GB/T5949-1986進(jìn)行測試，測試結(jié)果見表4。表4從實(shí)施例3和4中可以看出，經(jīng)過硝酸銨處理的1#比未經(jīng)處理的2#在羥基含量、麻點(diǎn)/氣泡數(shù)上有明顯的改善。在同樣加工條件下，羥基含量、麻點(diǎn)/氣泡數(shù)和氣液包裹體的數(shù)目緊密相關(guān)，說明該技術(shù)方案對(duì)去除石英砂中氣液包裹體有一定的效果。當(dāng)前第1頁1 2 3