石英砂酸洗提纯中氢氟酸的应用与防腐

石英砂在水处理、新型建材等化工产业应用广泛。其主要成分虽为二氧化硅，但还含有氧化铁、粘土、云母和有机杂质，天然石英矿石表面的铁水形成膜，使石英砂在对含铁量有严格要求的精细行业使用时，必须经过酸洗以降低杂质含量。

石英砂提纯去杂酸洗工艺包含多道工序。如用特定浓度盐酸溶液加热处理，盐酸量约为砂重的 5%，处理 2 - 3 小时；水洗后将浓盐酸和浓硫酸混合处理石英砂；还有草酸与绿矾溶液处理，以及氢氟酸处理等步骤，且各工序有多种操作方式与组合顺序，酸洗过程受酸度、时间、温度、洗酸、工艺及设备等因素影响。

在众多酸洗用酸中，氢氟酸较为特殊。常规选矿方法难以去除石英砂粒表面氧化铁薄膜及裂隙内铁杂质，对于一些高端玻璃制品生产所需的高纯度石英砂（SiO₂含量要求达 99.9％甚至 99.99％，含铁量低至 0.01％ - 0.02%甚至更低），酸浸法势在必行，氢氟酸在其中效果显著。氢氟酸与石英砂反应复杂，除使铁在酸性介质中溶解外，还能与石英本身反应，溶解表面一定厚度的 SiO₂及其他硅酸盐，生成稳定的[FeF₆]³⁻配合物与氟硅酸：

Fe2O3+6H+→2Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+→Fe3++3H2OFe3++6F-→[FeF6]3-SiO2+4HF→SiF4+2H2OSiF4+2HF→H2[SiF6]

这种对石英表层的溶解作用能深度清洁石英表面，更有效地消除铁质及其他杂质污染，所以氢氟酸对石英酸浸效果最佳。

然而，氢氟酸具有强腐蚀性，石英石和花岗石在它面前也会被腐蚀，耐酸性能优良的环氧树脂和呋喃树脂在氢氟酸溶液中强度也会大幅下降。氢氟酸是中等强度、电离强酸且具挥发性，F⁻配位离子易与硅、铝结合，其渗透能力强于氯离子，能穿透致密氧化物，一般不锈钢难以抵御。

为应对氢氟酸腐蚀，北京志盛威华经大量市场调研与反复试验，研发出 ZS - 1033 耐氢氟酸特种防腐涂料。该涂料选用酚醛树脂、重晶石、纳米铬粉、防介质固体填料等特种材料精加工而成，涂层致密稳定，耐强酸尤其是氢氟酸腐蚀效果好，能有效阻挡氢离子渗透，保护金属与其他材质。其在酸洗石英砂领域广泛应用，在酸洗罐、酸水槽、污水池、厂房钢构等防腐工程中也大显身手，因使用简单、施工快速、维修方便、造价低廉，可在钢铁与水泥混凝土表面施工，为石英砂酸洗行业的设备防腐提供了可靠保障，推动了石英砂酸洗工艺的发展与完善，在化工产业的相关领域有着极为重要的意义。