提純石英砂獲得高純石英是緩解天然水晶資源不足，滿足光學(xué)、半導(dǎo)體及微電子行業(yè)對高質(zhì)量石英玻璃材料需求的有效途徑。天然石英砂的提純技術(shù)直接決定以天然石英礦為原料熔制石英玻璃的材料性能。石英晶體結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)離子是形成石英玻璃氣泡、雜質(zhì)缺陷的主要因素之一。

       金屬雜質(zhì)的存在對石英玻璃材料的固有性質(zhì)如石英玻璃的透過率、軟化點(diǎn)、折射率、熒光、膨脹系數(shù)等的影響非常大。此外，鉀、鈉、鋰等堿金屬是易擴(kuò)散到硅片中的有害雜質(zhì)，在半導(dǎo)體工業(yè)中對石英制品的堿金屬雜質(zhì)含量要求為嚴(yán)格。因此，需要進(jìn)一步提純石英砂原料，大大降低其堿金屬含量。

      傳統(tǒng)的石英砂提純工藝流程為：水洗—酸浸—焙燒—水碎—二次酸浸。在傳統(tǒng)提純工藝中，主要用氯化焙燒工藝去除石英砂晶格內(nèi)的雜質(zhì)元素。氯化焙燒又稱為氯化脫氣，不同的氯化劑與晶格雜質(zhì)的作用方式和效果存在較大差異。本*采用不同的氯化劑，如干燥的HCl、Cl2、Cl2與HCl混合氣體對石英砂進(jìn)行高溫氯化提純試驗。結(jié)果表明高溫氯化處理均對Na、Fe、K的去除效果明顯；探究氯化時間、氯化溫度等參數(shù)對石英砂提純效果的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)干燥HCl氣體對石英砂提純效果好，提純后石英砂的Na、Fe、K等雜質(zhì)含量大幅下降。