Nghiên cứu tách nhôm, sắt trong thạch anh bằng phương pháp ngâm hỗn hợp axít kết hợp rung siêu âm

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 
VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
Chuyên đề I, tháng 3 năm 2021 73
TÓM TẮT
Quá trình tách loại sắt và nhôm từ thạch anh được nghiên cứu dựa trên phản ứng hòa tan của chúng bởi 
một số loại axít vô cơ và hữu cơ. Quy trình xử lý được thực hiện bằng cách khác nhau như ngâm thạch anh 
trong hỗn hợp axít theo phương thức gián đoạn hoặc đồng thời, ngâm axít kết hợp rung siêu âm. Một số thông 
số của quá trình xử lý được khảo sát nhằm xác định điều kiện tối ưu cho việc tách sắt và nhôm. Kết quả nghiên 
cứu cho thấy, quy trình ngâm trong hỗn hợp axít kết hợp rung siêu âm với các thông số quá trình gồm tỷ lệ 
đá: Dung môi 1:2,5 g/ml, tỷ lệ HCl:H2C2O4 là 1:2, nhiệt độ 40oC và thời gian rung là 1,5h đạt hiệu quả cao nhất 
đối với hiệu suất tách sắt (96,9%) và nhôm (93,8%). 
Từ khóa: Thạch anh, nhôm, sắt, rung siêu âm, hỗn hợp axít.
Nhận bài: 16/3/2021; Sửa chữa: 24/3/2021; Duyệt đăng: 26/3/2021.
NGHIÊN CỨU TÁCH NHÔM, SẮT TRONG THẠCH ANH 
BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGÂM HỖN HỢP AXÍT KẾT HỢP 
RUNG SIÊU ÂM
1 Khoa Công nghệ Hóa học và Môi trường, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì
2 Bệnh viện đa khoa tỉnh Phú Thọ
1. Mở đầu
Các khoáng vật nguồn gốc silicat nói chung và 
thạch anh nói riêng từ lâu đã được sử dụng phổ biến 
trong nhiều ngành công nghiệp truyền thống (như 
công nghiệp gốm sứ, chế tạo vật liệu xây dựng, kính và 
sản xuất giấy...). Mặc dù, có trữ lượng lớn, tuy nhiên sự 
tồn tại của các tạp chất (như ôxít của sắt, nhôm, titan) 
trong thành phần được xem là yếu tố hạn chế đối với 
các ứng dụng của đá thạch anh, đặc biệt đối với các lĩnh 
vực công nghệ cao như sản xuất sợi quang học, vật liệu 
bán dẫn, vi điện tử, pin mặt trời, vật liệu điện từ [1-4]
Nhìn chung, phạm vi ứng dụng của đá thạch anh càng 
rộng khi mức độ tinh khiết của nó càng cao, vì vậy, 
việc tìm kiếm phương pháp với hiệu làm giàu silic bằng 
cách loại bỏ các tạp chất trong thành phần của đá thạch 
anh với hiệu quả cao, chi phí thấp và thân thiện với môi 
trường đã thu hút được sự chú ý của nhiều tác giả trên 
thế giới. Trong số các tạp chất tồn tại trong thạch anh, 
tạp chất nhôm và sắt là khó bị loại bỏ nhất và là yếu tố 
dẫn đến màu sắc không mong muốn trong sản phẩm 
[5-7].
Các nghiên cứu để loại bỏ thành phần sắt, nhôm 
khỏi thạch anh được thực hiện chủ yếu dựa trên quá 
trình hòa tan các tạp chất này bằng việc sử dụng hỗn 
hợp của các axít vô cơ hoặc hữu cơ. Trong nghiên cứu 
của Zhang, thạch anh được nghiền thành dạng bột và 
đưa qua khí HCl nóng ở 1200oC trong 2h loại bỏ nhôm 
từ 33,7 ppm xuống 21,3 ppm [8]. Bằng việc sử dụng 
axít H2C2O4, Veglio cùng cộng sự đã chỉ ra hiệu quả 
loại bỏ sắt đạt được khoảng 50% khi kích thước hạt nhỏ 
hơn 45 micromet, đối với nhôm hiệu quả tách loại chỉ 
khoảng 10 - 12% [9]. Hiệu quả tách loại nhôm tốt hơn 
được trình bày trong nghiên cứu của Jin [10], trong 
quy trình này thạch anh được nung nóng đến 800oC, 
sau đó mẫu nghiên cứu được tôi bằng nước và nghiền 
đến kích thước nhỏ hơn 105 micromet trước khi ngâm 
trong dung dịch HCl trong một thời gian dài, cuối cùng 
mẫu được thủy phân bởi dung dịch axít phosphoric. 
Mặc dù hiệu quả đạt được cao, tuy nhiên điều kiện thực 
hiện rất phức tạp và đòi hỏi chi phí lớn. Các nghiên 
cứu sử dụng HF như tác nhân cho quá trình loại bỏ sắt, 
nhôm cho thấy hiệu quả đạt được nói chung cao hơn, 
tuy nhiên sản phẩm nhận được bị hao hụt đáng kể (đến 
21%) do phản ứng của SiO2 trong dung dịch HF [11]. 
Để khắc phục những hạn chế của các phương pháp 
trước đây, việc sử dụng thiết bị siêu âm trong quá trình 
loại bỏ sắt nhôm khỏi thạch anh đã được xem xét. Với 
khả năng phân tán chất tan vào dung dịch một cách 
Bùi Đình Nhi*, Minh Thị Thảo
 Ngô Hồng Nghĩa 
Ngô Thị Quyên 1,2
(1)
Chuyên đề I, tháng 3 năm 202174
nhanh chóng, phương pháp rung siêu âm được kì vọng 
sẽ thúc đẩy hiệu quả và làm giảm thời gian của quy 
trình xử lý [12-14]. Đây cũng được xem là trọng tâm 
mà nhóm nghiên cứu hướng đến. 
2. Thực nghiệm
2.1 Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng của nghiên cứu là khoáng vật thạch anh 
có nguồn gốc từ mỏ thạch anh ở Lào Cai. Các tảng 
thạch anh lớn có bề mặt bên ngoài xám đen, khi đập 
vỡ bề mặt phía trong có màu trắng đục có xen lẫn các 
vệt màu vàng. 
Mẫu thí nghiệm là các viên có chiều dài các cạnh 
từ 0,5 - 2,0 cm, thu được từ tảng thạch anh lớn sau khi 
xử lý bằng biện pháp cơ học. Các mẫu này được rửa sơ 
bộ, phơi khô để dùng trong các thí nghiệm tẩy trắng đá 
thạch anh (Hình 1).
▲ Hình 1. Mẫu thạch anh sau xử lý cơ học
2.2 Phương pháp tẩy trắng thạch anh
a. Phương pháp ngâm axít kết hợp
Phương pháp ngâm axít kết hợp được tiến hành 
theo hai cách:
Cách 1: Phương pháp cho từng loại axít riêng biệt. 
Thí nghiệm được tiến hành như sau: Cho 20 g mẫu đá 
thạch anh vào trong cốc thủy tinh 100 ml, sau đó cho 
dung dịch axít nồng độ 10% vào trong cốc với tỷ lệ 
đá:dung môi 1:2,5 g/ml, bọc cốc bằng giấy bạc để tránh 
bay hơi, thất thoát hóa chất, duy trì ở nhiệt độ 40oC 
bằng máy khuấy từ gia nhiệt. Sau thời gian 12h vớt đá 
thạch anh ra rửa bằng nước sạch. Sau đó tiếp tục cho 
lại đá vào cốc và sử dụng một loại axít khác với thể tích 
và nồng độ tương tự để ngâm tiếp tục trong 12h. Kết 
thúc quá trình vớt đá ra rửa bằng nước sạch. Để đá ra 
ngoài cho khô tự nhiên, sau đó đem mẫu thạch anh sau 
xử lý đi phân tích xác định hàm lượng sắt và nhôm còn 
lại trong đá.
Cách 2: Phương pháp cho hỗn hợp axít đồng thời. 
Thí nghiệm được tiến hành như sau: Cho 20g mẫu đá 
thạch anh vào trong cốc thủy tinh 100 ml, sau đó cho 
dung dịch hỗn hợp axít nồng độ 10% với tỷ lệ đá:dung 
môi 1:2,5 g/ml và tỷ lệ HCl:H2C2O4 là 1:1 vào trong cốc, 
bọc cốc bằng giấy bạc để tránh bay hơi, thất thoát hóa 
chất, duy trì ở nhiệt độ 40oC bằng máy khuấy từ gia 
nhiệt. Sau thời gian 24h vớt đá thạch anh ra rửa bằng 
nước sạch. Để đá ra ngoài cho khô tự nhiên, sau đó 
đem mẫu thạch anh sau xử lý đi phân tích xác định 
hàm lượng sắt và nhôm còn lại trong đá.
b. Phương pháp tẩy trắng đá có sử dụng thiết bị 
rung siêu âm
Thí nghiệm được tiến hành như sau: Cho 20g mẫu 
đá thạch anh vào trong cốc thủy tinh 100 ml, sau đó cho 
dung dịch hỗn hợp axít nồng độ 10% với tỷ lệ đá: Dung 
môi 1:2,5 g/ml và tỷ lệ HCl:H2C2O4 là 1:2 vào trong cốc, 
bọc cốc bằng giấy bạc để tránh bay hơi, thất thoát hóa 
chất, đưa cốc vào trong thiết bị rung siêu âm model 
VGT - 1860QT công suất 150W, tần số rung 40kHz, 
điều chỉnh nhiệt độ của thiết bị rung siêu âm là 40oC 
(Hình 2). Sau thời gian 1h đem cốc ra khỏi thiết bị rung 
siêu âm, vớt đá thạch anh ra rửa bằng nước sạch. Để đá 
ra ngoài cho khô tự nhiên, sau đó đem mẫu thạch anh 
sau xử lý đi phân tích xác định hàm lượng sắt và nhôm 
còn lại trong đá.
▲Hình 2. Tẩy trắng thạch anh bằng thiết bị rung siêu âm
2.3. Phương pháp phân tích đá thạch anh
Để xác định hàm lượng các thành phần trong 
nguyên liệu và sản phẩm thu được sau quá trình tẩy 
trắng, đồng thời dùng để nghiên cứu đặc điểm khoáng 
vật sử dụng phương pháp quang phổ phát xạ Plasma 
trên thiết bị ICP-OES PE – 7300DV tại Viện Công 
nghệ xạ hiếm Việt Nam. 
Hàm lượng sắt trong đá thạch anh được xác định sử 
dụng phương pháp chuẩn độ bicromat theo Tiêu chuẩn 
quốc gia TCVN 12202-8:2018 đất, đá quặng apatit và 
photphorit-Phần 8: Xác định hàm lượng sắt tổng số và 
sắt (II) bằng phương pháp chuẩn độ bicromat.
Hàm lượng nhôm trong đá thạch anh được xác định 
sử dụng phương pháp chuẩn dộ complexon theo Tiêu 
chuẩn quốc gia TCVN 9915:2013 về đất, đá, quặng 
nhóm silicat - Xác định hàm lượng nhôm oxit - Phương 
pháp chuẩn độ complexon.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 
VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
Chuyên đề I, tháng 3 năm 2021 75
3. Kết quả và thảo luận
3.1 Thành phần hóa học đá thạch anh
Phân tích thành phần hóa học của mẫu đá nghiên 
cứu bằng phân tích phổ Plasma (ICP - OES) đã cho 
thấy đá thạch anh có hàm lượng silic dioxit chiếm 
95,66%, tổng hàm lượng các hợp chất khác chiếm 
5,34%, trong đó chủ yếu là các hợp chất của sắt, nhôm 
và canxi (Bảng 1). 
Bảng 1. Thành phần hóa học của mẫu đá thạch anh
Thành 
phần
SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO Na2O Khác
Hàm 
lượng, 
%
95,96 1,78 0,35 0,17 1,42 0,05 0,27
Sự tồn tại của các tạp chất (không phải là hợp chất 
của silic) có ảnh hưởng không tốt đến tính chất (độ 
trắng, độ cứng, tỷ trọng...) của đá thạch anh, từ đó 
làm giảm chất lượng của các sản phẩm ứng dụng công 
nghiệp. Các hợp chất của sắt, nhôm được xác định là 
yếu tố ảnh hưởng chính đến độ trắng của đá thạch anh. 
3.2. Tách loại sắt và nhôm bằng phương pháp 
ngâm axít kết hợp
a. Phương pháp gián đoạn sử dụng riêng từng 
loại axít 
Phương pháp được tiến hành khi cho từng loại axít 
vào ngâm một, có thể cho HCl hoặc H2C2O4 vào trước, 
sau khoảng thời gian xác định là 12h vớt đá thạch anh 
ra rửa bằng nước sạch. Sau đó tiếp tục cho lại đá vào 
cốc và sử dụng loại axít còn lại với các điều kiện ngâm 
tương tự nhau. Sau khoảng thời gian 12h vớt đá ra rửa 
bằng nước sạch. Để đá ra ngoài cho khô tự nhiên, sau 
đó đem mẫu thạch anh sau xử lý đi phân tích xác định 
hàm lượng sắt và nhôm còn lại trong đá, kết quả nghiên 
cứu được thể hiện trong Bảng 2.
Bảng 2. Hiệu quả tách sắt, nhôm bằng phương pháp gián 
đoạn sử dụng riêng từng loại axít với tỷ lệ đá: Dung môi 
1:2,5 g/ml, nhiệt độ 40oC, tổng thời gian ngâm 24h
Ngâm trong HCl 10% 12h
 H2C2O4 10% 12h
Ngâm trong H2C2O4 10% 
12h HCl 10% 12h
Hiệu suất 
tách sắt, %
Hiệu suất 
tách nhôm, 
%
Hiệu suất 
tách sắt, %
Hiệu suất 
tách nhôm, 
%
60,8 67,9 68,9 64,7
Khi sử dụng phương pháp ngâm axít kết hợp gián 
đoạn sử dụng riêng từng loại axít thì hiệu suất tách của 
nhôm và sắt ra khỏi đá thạch anh có sự tăng lên nhưng 
không nhiều. Nếu ngâm trong HCl trước sau đó đến 
H2C2O4 thì hiệu suất tách nhôm tăng lên lớn hơn so với 
hiệu suất tách sắt, khi đó hiệu suất tách sắt đạt 60,8%, 
còn hiệu suất tách nhôm đạt 67,9%. Còn ngược lại nếu 
ngâm trong H2C2O4 trước sau đó đến HCl thì hiệu suất 
tách sắt tăng lên lớn hơn so với hiệu suất tách nhôm, 
trong trường hợp này hiệu suất tách sắt đạt 68,9%, còn 
hiệu suất tách nhôm đạt 64,7%.
b. Phương pháp ngâm trong hỗn hợp axít đồng thời
Phương pháp được tiến hành khi cho đồng thời HCl 
và H2C2O4 vào trong cốc để ngâm, dung dịch hỗn hợp 
axít có nồng độ 10% với tỷ lệ đá: Dung môi 1:2,5 g/ml 
và tỷ lệ HCl:H2C2O4 là 1:1, nhiệt độ 40oC. Sau thời gian 
24h vớt đá thạch anh ra rửa bằng nước sạch. Để đá ra 
ngoài cho khô tự nhiên, sau đó đem mẫu thạch anh sau 
xử lý đi phân tích xác định hàm lượng sắt và nhôm còn 
lại trong đá, kết quả nghiên cứu được đưa vào trong 
Bảng 3.
Bảng 3. Hiệu quả tách sắt và nhôm từ thạch anh bằng 
phương pháp cho hỗn hợp axit đồng thời với tỷ lệ đá: 
Dung môi 1:2,5 g/ml, tỷ lệ HCl: H2C2O4 là 1:1, nhiệt độ 
40oC và thời gian ngâm 24h
Hiệu suất tách sắt, % Hiệu suất tách nhôm, %
75,8 77,2
Kết quả cho thấy, khi sử dụng phương pháp cho 
hỗn hợp axít, đồng thời sẽ cho hiệu quả cao hơn hẳn 
so với phương pháp gián đoạn sử dụng riêng từng loại 
axít, cụ thể hiệu suất tách sắt đạt 75,8%, còn hiệu suất 
tách nhôm đạt 77,2%.
Như phân tích ở trên việc sử dụng axít HCl có lợi 
thế trong việc tách nhôm còn H2C2O4 lại có lợi thế 
trong việc tắt sắt ra khỏi đá thạch anh, do vậy khi sử 
dụng phương pháp kết hợp đồng thời hai loại axít trên 
thì tỷ lệ của chúng là yếu tố quan trọng để có thể nhận 
được hiệu quả là cao nhất. Nghiên cứu được tiến hành 
với tỷ lệ HCl:H2C2O4 thay đổi là 2:1, 1:1, 1:2, 1:3, kết 
quả nghiên cứu được thể hiện ở hình 3.
▲Hình 3. Ảnh hưởng của tỷ lệ HCl:H2C2O4 đến hiệu quả tách 
sắt và nhôm từ thạch anh bằng phương pháp cho hỗn hợp axit 
đồng thời với tnhiệt độ 40oC và thời gian ngâm 24h
Chuyên đề I, tháng 3 năm 202176
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Fabrizio Dirri, Ernesto Palomba, Andrea Longobardo, 
Emiliano Zampetti, Bortolino Saggin, Diego Scaccabarozzi, 
A review of quartz crystal microbalances for space 
applications, Sensors and Actuators A: Physical, 287, 2019, 
48-75.
2. Luis A.O. Araujo, Cesar R. Foschini, Carlos A. Fortulan, 
Piezoelectric energy harvesting device based on quartz as a 
power generator, Magnetic, Ferroelectric, and Multiferroic 
Metal Oxides, Metal Oxides, 2018, 265-274.
3. Y.Saigusa, Quartz-Based Piezoelectric Materials, Advanced 
Piezoelectric Materials (Second Edition), Science and 
Kết quả cho thấy, khi trong hỗn hợp tỷ lệ HCl giảm 
thì hiệu suất tách nhôm sẽ giảm dần, tỷ lệ H2C2O4 tăng 
lên thì hiệu suất tách sắt sẽ tăng lên. Khi thay đổi tỷ lệ 
HCl:H2C2O4 là 2:1, 1:1, 1:2 thì hiệu suất tách sắt tăng 
lên nhanh từ 64,7% lên 75,8% và đến 80,4%, còn hiệu 
suất tách nhôm giảm chậm từ 79,3% xuống 77,2% và 
đến 76,5%. Sau đó nếu thay đổi tỷ lệ HCl:H2C2O4 là 
1:3 thì hiệu suất tách sắt tăng lên chậm từ 80,4% lên 
82,1%, còn hiệu suất tách nhôm giảm nhanh từ 76,5% 
xuống 68,2%. Do đó, để vừa đảm bảo hiệu quả tẩy sắt 
và nhôm, vừa tính đến yếu tố kinh tế và môi trường thì 
tỷ lệ HCl:H2C2O4 là 1:2 được chọn cho quy trình xử lý 
thạch anh công nghiệp.
3.3. Tách loại sắt nhôm từ thạch anh bằng phương 
pháp ngâm hỗn hợp axít kết hợp rung siêu âm
Hiện nay, rất nhiều quá trình công nghệ ứng dụng 
rung siêu âm để giúp rút ngắn thời gian, nâng cao năng 
suất. Dưới tác dụng của sóng siêu âm, dung môi lúc 
thì bị ép lại đặc hơn, lúc thì bị dãn ra loãng hơn. Do 
dung dịch chịu không nổi lực kéo nên khi bị kéo ra 
loãng hơn đã tạo thành những chỗ trống, sinh ra rất 
Bảng 4. Hiệu quả tách sắt và nhôm từ thạch anh bằng 
phương pháp ngâm axit kết hợp rung siêu âm với tỷ lệ đá: 
Dung môi 1:2,5 g/ml, tỷ lệ HCl:H2C2O4 là 1:2, nhiệt độ 
40oC và thời gian rung 1h
Hiệu suất tách sắt, % Hiệu suất tách nhôm, %
86,5 83,9
nhiều bọt không khí nhỏ. Những bọt này trong chớp 
mắt sẽ vỡ tan ra. Quá trình vỡ bọt sinh ra những luồng 
sóng xung kích nhỏ rất mạnh, được gọi là “hiện tượng 
tạo chân không”. Do tần số của sóng siêu âm rất cao, 
những bọt không khí nhỏ luân phiên xuất hiện, mất đi 
vô cùng nhanh chóng. Sóng xung kích mà chúng sản 
ra giống như muôn nghìn chiếc “chổi nhỏ” vô hình rất 
nhanh và rất mạnh lan tới, thấm sâu vào bên trong đá 
thạch anh, giúp cho các quá trình hòa tan được diễn ra 
nhanh chóng.
Kết quả thực nghiệm (Bảng 4) cho thấy, với các điều 
kiện giống như phương pháp ngâm hỗn hợp axít đồng 
thời thì khi có sự tác động của sóng siêu âm tần số 40 
kHz thì chỉ cần sau thời gian 1h hiệu quả xử lý của sắt 
và nhôm đã tăng lên rất cao, cụ thể hiệu suất tách sắt 
đạt 86,5%, còn hiệu suất tách nhôm đạt 83,9%. Như 
vậy, khi có sự tác động của sóng siêu âm thì không 
những rút ngắn được thời gian xử lý, mà còn có thể 
tăng được hiệu suất xử lý.
Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian rung siêu âm 
đến hiệu quả tách sắt và nhôm từ thạch anh (Hình 4) 
cho thấy, khi tăng thời gian rung siêu âm từ 0,5 - 1,5h 
thì hiệu suất tách sắt và nhôm tăng lên rất nhanh từ 
53,2% lên 96,9% đối với sắt và từ 49,9% lên 93,8% đối 
với nhôm. Sau đó, tiếp tục tăng thời gian rung siêu âm 
lên 2h thì hiệu suất tách nhôm và sắt không tăng thêm 
nhiều chỉ khoảng 1%. Do vậy, để tiết kiệm năng lượng, 
thời gian mà vẫn đảm bảo hiệu quả thì chọn thời gian 
rung 1,5h cho quy trình xử lý công nghiệp.
4. Kết luận 
Phân tích thành phần hóa học của đá thạch anh 
bằng phân tích phổ Plasma (ICP - OES) cho thấy, đá 
thạch anh có hàm lượng silic dioxit chiếm 94,66%, tổng 
hàm lượng các hợp chất khác chiếm 5,34%, trong đó 
sắt vànhôm là hai thành phần chính ảnh hưởng đến độ 
trắng, do đó cần phải tách ra khỏi đá. 
Các kết quả nghiên cứu cũng đã chứng minh việc sử 
dụng hỗn hợp HCl và H2C2O4 có hiệu quả tốt hơn so 
với việc sử dụng độc lập từng loại axít. 
Chứng minh được hiệu quả của việc áp dụng thiết 
bị rung siêu âm vào quá trình tẩy trắng thạch anh, hiệu 
quả tẩy trắng được nâng cao, thời gian xử lý rút ngắn 
đáng kể. Điều kiện tối ưu cho quá trình này là tỷ lệ 
đá:dung môi 1:2,5 g/ml, tỷ lệ HCl:H2C2O4 là 1:2, nhiệt 
độ 40oC và thời gian rung là 1,5h, khi đó hiệu suất tách 
sắt đạt 96,9% và hiệu suất tách nhôm đạt 93,8%■
▲Hình 4. Ảnh hưởng của thời gian rung siêu âm đến hiệu 
quả tách sắt và nhôm từ thạch anh bằng phương pháp ngâm 
axit kết hợp rung siêu âm với tỷ lệ đá:dung môi 1:2,5 g/ml,tỷ lệ 
HCl:H2C2O4 là 1:2, nhiệt độ 40oC
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 
VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
Chuyên đề I, tháng 3 năm 2021 77
Technology, Woodhead Publishing in Materials, 2017, 197-
233.
4. Vincenzo Spagnolo, Pietro Patimisco, Frank K. Tittel, 
Quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy for gas sensing 
applications, Mid-infrared Optoelectronics Materials, 
Devices, and Applications, Woodhead Publishing Series in 
Electronic and Optical Materials, 2020, 597-659.
5. Tuncuk, A. and Akcil, A.: 2016, Iron removal in production 
of purified quartz by hydrometallurgical process. Int. J. 
Miner. Process., 153, 44–50.
6. Aysenur Tuncuk, Ata Akcil, Removal of Iron From Quartz 
Ore Using Different Acids: A Laboratory-Scale Reactor 
Study, Mineral Processing and Extractive Metallurgy 
Review, 35 , 2014, 217-228.
7. Xiaoxia Li, Tihai Li, Jianxiong Gao, Houquan Huang, 
Linbo Li, Jingsheng Li, A novel “green” solvent to deeply 
purify quartz sand with high yields: A case study, Journal of 
Industrial and Engineering Chemistry, 35, 2016, 383-387.
8. Zhang S.X., Study on purifying quartz material, J. Jinzhou 
Norm. Coll. (2001) 22, 28–30.
9. F. Vegliò, B. Passariello, and C. Abbruzzese, Iron Removal 
Process for High-Purity Silica Sands Production by Oxalic 
Acid Leaching, nd. Eng. Chem. Res. 1999, 38, 11, 4443–
4448.
10. Jin D. B., Zhang X., Zu W., Technical study of processing 
quartz sands for high-grade, Guide Chin. Nonmet. Miner. 
Ind, 2004, 4, 44-48.
11. E. Larsen, R.A. Kleiv, Flotation of quartz from quartz-
feldspar mixtures by the HF method, Min. Eng., 98 (2016), 
pp. 49-51.
12. Mandal AK, Sen R., An overview on microwave processing 
of material: A special emphasis on glass melting. Materials 
and Manufacturing Processes (2016) 32 (1):1-20.
RESEARCH ON ALUMINUM AND IRON REMOVAL BY THE METHOD 
OF ACID COMBINATION WITH ULTRASONIC VIBRATION
Bui Dinh Nhi*, Minh Thi Thao, Ngo Hong Nghia
Faculty of Chemical Technology and Environment, Viet Tri Industrial University
Ngo Thi Quyen
Phu Tho Provincial General Hospital
ABSTRACT
The process of iron and aluminum removal from quartz is studied based on their dissolution reaction by 
several inorganic and organic acids. The treatment is done by different ways such as soaking quartz in the 
acid mixture or acid combined with ultrasonic vibration. Several processing parameters were investigated 
to determine the optimum conditions for the removal of iron and aluminum from quartz. Research 
results show that with the process parameters including the ratio of quartz:solvent 1:2.5 g/ml, the ratio 
of HCl:H2C2O4 1:2, temperature of 40oC and vibration time of 1.5h, the process of acid combined with 
ultrasonic vibration had the highest removal efficiency for iron (96.9%) and aluminum (93.8%).
Key words: Quartz, aluminum, iron, ultrasonic vibration, acid mixture.