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石英的用途十分广泛,并且是光纤通讯、半导体工业、电子等行业不可或缺的材料。随着科技的发展,这些行业对高纯石英的需求量越来越大,天然石英中往往含有大量杂质,难以去除,因此,科研工作者作了大量研究通过除杂或者合成法以得到高纯石英。目前,将天然石英通过物理、化学、生物的方法除去杂质可以提高纯度,但一种方法往往只能除去其中几种杂质,要想除去所有杂质,需要复杂的工艺。利用高纯有机硅原料可以合成高纯石英,但此类方法成本较高。因此,寻求一种工艺简单,对原料和设备要求较低的方法成为研究的主要方向。 本文以工业纯石英为原料,以氨水为沉淀剂,采用分步沉淀法合成高纯石英。主要研究结果如下: 1.以氨水为沉淀剂,在pH<7时,溶液中生成金属氢氧化物,在pH=7-8间,生成二氧化硅,因此在pH=7时过滤掉杂质富集的初始沉淀物,在高pH值可以获得高纯石英粉体。在pH=7时将沉淀物过滤,用氨水继续滴定至pH=9得到常规金属杂质含量为8.2ppm的石英。 2.以双氧水为氧化剂,将Fe元素全部氧化为Fe3+,使Fe(OH)3作为载体沉淀剂,可以载带其他金属氢氧化物。在含硅溶液中加入H2O2在95℃反应2h后,再用氨水滴定含硅溶液至pH=7时将沉淀物过滤,取滤液用5wt%氨水继续滴定至pH=9得到常规金属杂质含量仅为4.27ppm的高纯石英粉体。 3.将分步沉淀法制备的石英粉体,采用稀盐酸与草酸混合酸洗,得到杂质总含量仅为1.8ppm的高纯石英。