超聲波來(lái)清洗石英砂，去除石英砂中鐵雜質(zhì)，其原理是當超聲波在液體中產(chǎn)生時(shí)，會(huì )形成壓縮和膨脹區域，導致空化泡的形成和破裂，當空化泡破裂時(shí)，就會(huì )在短時(shí)間和小空間，產(chǎn)生高溫、高壓，并伴有強烈的沖擊波和射流，對液體中的石英砂顆粒進(jìn)行劇烈的撞擊，將粘附在石英砂表面的雜質(zhì)顆粒脫落下來(lái)進(jìn)入液體中，從而達到去除雜質(zhì)的目的，研究發(fā)現，用超聲波清洗石英砂不僅能將石英砂表面的雜質(zhì)顆粒去除，還能改變石英砂的粒度和白度。

為了研究超聲波清洗對不同粒度石英砂的粒徑的影響，分別取80～100目、120～140目、180～200目、200～300目石英砂各10g，在以下條件:清洗時(shí)間30min、清洗溫度30℃、超聲波功率300W、超聲波頻率40kHz，攪拌轉速300r/min，草酸濃度8g/L等，進(jìn)行清洗。
實(shí)驗結果顯示經(jīng)相同的條件清洗后，不同粒度石英砂的粒徑都變小，其中80～100目石英砂的體積平均徑由286.4μm減小到275.2μm，120～140目石英砂的體積平均徑由191.7μm減小到184.4μm，180～200目石英砂的體積平均徑由123.4μm減小到120.3μm，200～300目石英砂的體積平均徑由103.4μm減小到100.5μm。

但四類(lèi)石英砂的粒度變化都不大，其中80～100目石英砂的粒度變化大，體積平均徑減小了3.91%，180～200目石英砂的粒度變化小，體積平均徑減小了2.51%。
說(shuō)明用超聲波清洗石英砂時(shí)，在超聲波沖擊波和射流作用下，不同粒度石英砂都能被粉碎，這一結果與前人研究的結果一致，但超聲波對石英砂粒度的影響并不大，而且不同粒度石英砂在相同的條件下被粉碎的程度也存在差別。由于80～100目石英砂的粒度變化大，為了便于對比，在后面的試驗中，本文都選用80～100目石英砂進(jìn)行試驗。

研究結果顯示，眾多參數對石英砂的粒度都產(chǎn)生影響，其中影響大的參數是超聲波的頻率和草酸浸出劑的濃度，其次是攪拌器的轉速，三是清洗時(shí)間、清洗溫度、清洗樣品質(zhì)量及超聲波功率等。由于超聲波頻率越高其能量越大，產(chǎn)生的沖擊波和射流對石英砂顆粒的作用力越大，對石英砂的粉碎效果更明顯。已有的研究指出，超聲波和草酸共同作用將使石英砂變得更加地疏松和多孔，終導致分裂和破碎，因此，當有草酸作為浸出劑時(shí)，超聲波對石英砂的粉碎效果也是非常明顯的。
而對于超聲波清洗對石英砂白度的影響，已有的研究指出顆粒直徑越小，顆粒之間的間距較小，光源在物質(zhì)表面的漫反射現象就少，光反射率大，物質(zhì)白度就高。
研究表明，對各種不同粒度石英砂經(jīng)相同條件清洗后，白度值都增加了，80～100目石英砂的白度由61.14增加到65.41，增幅為6.98%，120～140目石英砂的白度由67.75增加到69.11，增幅為2.01%，180～200目石英砂的白度由71.14增加到74.79，增幅為5.13%，200～300目石英砂的白度由72.06增加到74.85，增幅為3.87%。
在四種石英砂中80～100目石英砂的白度變化大。另外，物質(zhì)的白度與其中雜質(zhì)含量有關(guān)，物質(zhì)的白度值越高，其中的雜質(zhì)含量越低，而用草酸清洗石英砂，能有效降低石英砂中鐵雜質(zhì)含量。
在超聲波清洗過(guò)程中，清洗時(shí)間、清洗溫度、清洗樣品質(zhì)量、超聲波功率、超聲波的頻率和草酸濃度等參數對石英砂的白度都有影響，但各參數對石英砂的粒度和白度的影響程度并不一樣，影響石英砂白度的主要參數也是超聲波的頻率和草酸浸出劑的濃度。
說(shuō)明用超聲波清洗石英砂不僅使其粒度減小，同時(shí)使其白度增加，這主要是在清洗的過(guò)程中超聲波能產(chǎn)生沖擊波和射流，在草酸協(xié)同作用下粉碎石英砂顆粒，降低了石英砂中雜質(zhì)的含量，從而減小了石英砂粒徑，同時(shí)增加了石英砂的白度，從另一個(gè)角度分析，石英砂粒度和白度的變化又反映了在清洗過(guò)程中石英砂中雜質(zhì)去除情況。

為了從微觀(guān)角度尋找在草酸的輔助作用下超聲波清洗對石英砂粒度和白度影響的原因，用掃描電鏡對80～100目、120～140目、180～200目和200～300目石英砂在清洗前后的形貌進(jìn)行了觀(guān)察結果顯示不同粒度石英砂的表面都吸附有顆粒物，這些顆粒物的尺寸從幾十納米到幾微米不等，但清洗后的石英砂表面吸附的顆粒物明顯少于清洗前應用EDX對這些吸附的顆粒物成分進(jìn)行分析，得到其中主要成分是二氧化硅，另外還含有Mg、Al、P、C、Fe等雜質(zhì)元素，說(shuō)明這些細小顆粒有一部分是雜質(zhì)顆粒。
綜合來(lái)講，要利用超聲波粉碎石英砂顆粒，清洗其表面雜質(zhì)，減小石英砂的粒度，增加其白度，首先是要合理設計實(shí)驗條件，特別注意提高超聲波的頻率，并添加浸出劑，因為當超聲波頻率越高，并在浸出劑的共同作用下，超聲波對石英砂的粉碎效果會(huì )更好。而具體影響如下：
(1)利用超聲波清洗石英砂，不同粒度石英砂都被粉碎，其粒度減小、白度增加，但不同粒度石英砂在相同的條件下被粉碎的程度并不一樣;
(2)在清洗過(guò)程中，超聲波的頻率和功率、草酸濃度、石英砂的粒度、清洗時(shí)間、清洗溫度、攪拌器轉速等參數對石英砂的粒度和白度都會(huì )產(chǎn)生影響，其中超聲波的頻率和草酸濃度對試驗結果影響大;
(3)經(jīng)超聲波清洗后石英砂表面吸附的雜質(zhì)顆粒明顯減少，有裂痕的石英砂顆粒都被粉碎，清洗后的石英砂表面出現了“微坑”，說(shuō)明超聲波清洗對石英砂有粉碎作用，從而使石英砂的粒度和白度發(fā)生了變化，試驗數據顯示，在超聲波頻率(20～40kHz)和功率(180～300W)都一定的條件下，超聲波使石英砂粒度減小1.15%～5.69%，白度增加2.01%～6.98%。

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