Kristallquarz

2025-03-27

Kristall war früher das Hauptrohmaterial für die Produktion von hochpurem Quarz. Mit der Erschöpfung der natürlichen Kristallressourcen und der zunehmenden Nachfrage nach hochpurem Quarzsand wird die Technologie zur Produktion von hochpuren Quarzsand aus Quarzerz anstelle von Kristall immer wichtiger.

Je nach unterschiedlichen metallogenen und physikochemischen Eigenschaften können Quarzminerale in magmatische Gesteinsart, metamorphen Typ, hydrothermale Typ und sedimentäre Typ unterteilt werden. Unter ihnen sind die Quarzpartikel in Granit-Pegmatiten und Gangquarz von grober Körnung und lassen sich leicht von Monomeren dissoziieren. Sie sind ideale Rohstoffe zur Ersetzung natürlicher Kristalle für die Verarbeitung hochpuriger Quarz-Mittel- und Hochendprodukte, insbesondere Granit-Pegmatiten. Obwohl ihr Quarzgehalt nur etwa 30% beträgt, ist das Quarzgranulat extrem grob (d>5mm), vollständig von der Gangart nach dem Mahlen dissoziiert, und der Gehalt an einzelnen Quarzverunreinigungen ist gering.

Die nachgewiesenen Quarzmineralien in China umfassen 2,31 Milliarden Tonnen Quarzit, 1,55 Milliarden Tonnen Quarzsandstein und 0,50 Millionen Tonnen Quarz. Es wurden keine großen Granitepegmatitvorkommen mit industriellem Wert gefunden. Aufgrund der charakteristischen Merkmale der Quarzressourcen in China wird bestimmt, dass die Herstellung von hochreinem Quarz aus minderwertigen Rohstoffen wie Gangquarz und Quarzit die Hauptrichtung zukünftiger Forschungen ist.

Quarzverunreinigungsanalyse

Natürliche Quarzverunreinigungen können anhand der Größe, Verteilung und Existenz der begleitenden Verunreinigungen in drei Kategorien eingeteilt werden: Gangmineralverunreinigungen, Einschlussverunreinigungen und Kristallstrukturverunreinigungen. Häufige begleitende Mineralverunreinigungen sind Feldspat, Glimmer, Rutil, Kalzit, Fluorit, Hämatit, Pyrit und Tonminerale. Die Hauptverunreinigungselemente sind Al, Fe, Ca, Mg, Li, Na, K, Ti, B, H.

Unter ihnen sind Al und Fe die schädlichsten Verunreinigungen im Quarz, die nicht nur in Form von begleitenden Mineralverunreinigungen existieren können, sondern auch leicht Si4+ im Quarzgitter ersetzen und neue Aluminiumoxid-Tetraeder und Ferrit-Tetraeder bilden können. Ladungsausgleichende Verunreinigungen wie K+, Na+, Li+ und H+ werden aufgrund von Ladefehlern im Gitter eingeführt. Al- und Fe-Verunreinigungen sind relativ leicht nachweisbar.

Die begleitenden Gangmineralien können durch konventionelle physikalisch-chemische Aufbereitungsmethoden effektiv entfernt werden, und die Struktur von Einschlüssen kann durch Hochtemperaturkalzinierung zerstört werden. Nach wiederholter Verstärkung von Säure- und Alkalileaching kann der Verunreinigungsgehalt erheblich reduziert werden. Die Verunreinigungen im Quarzgitter sind jedoch schwer zu entfernen, und die Verunreinigungen im Gitter werden oft zum letztendlichen Engpass, der in der Verarbeitung von hochreinem Quarzsand schwer zu überwinden ist.

Verarbeitungsverfahren

Das Verarbeitungsverfahren von hochreinem Quarz bezieht sich auf den Prozess der Entfernung der begleitenden Gang-, Einschlussverunreinigungen und Kristallstrukturverunreinigungen im ursprünglichen Quarzerz, welcher in der Regel Kalzinierung, Wasserabschrecken, Mahlen, Klassifizieren, Wasserentwaschen, Reinigen, elektrische Trennung, magnetische Selektion, Flotation, Säureleaching, Alkalileaching, Hochtemperatur(Atmosphäre)Rösten und andere Prozesse umfasst.

Hochreiner Quarzsand ist Quarzsand mit einem Verunreinigungsgehalt von 0,0008%~0,005% und einem SiO2-Gehalt von 99,995%~99,999%. Er wird weiterhin nur von wenigen entwickelten Ländern produziert. In China gibt es nur die Pacific Quartz Company, die Kaida Quartz Company usw. Es sind nicht viele Unternehmen, und sie werden aus Kristallen als Rohmaterial hergestellt. Aufgrund technischer Blockaden sind Berichte über die Technologie und die Prozessdetails von Herstellern hochreinen Quarzes, insbesondere ausländischen Unternehmen, sehr selten. Grundsätzlich wird hochreiner Quarz hergestellt, indem Gangquarz und Pegmatitgranite durch einen kombinierten Prozess von Kalzinierung-Wasserabschrecken-Mahlen-Klassifizierung-Reinigen-Schwerkrafttrennung-Magnettrennung-Flotation-Chlorierungsrösten-chemischem Säureleaching behandelt werden. Derzeit ist der hochreine Quarzsand, den inländische Unternehmen produzieren können, hauptsächlich mittel- und niedriggradiger hochreiner Quarzsand mit einem Verunreinigungsgehalt von 0,03%~0,005% und einem SiO2-Gehalt von 99,97%~99,995%.

Für raffinierten Quarzsand für allgemeine industrielle Zwecke kann die Wahl eines relativ einfachen Prozessflusses die Kosten für Veredlung und Reinigung reduzieren. Es wird empfohlen, ein Verfahren zur Reinigung, Entschlammung und magnetischen Trennung zu verwenden, das die Qualitätsanforderungen an Feinsand erfüllt. Für hochreinen und ultra-hochreinen Quarzsand, der als Hochtechnologietransformation verwendet wird, ist es notwendig, den Quarzsand durch Flotation, Säureauslaugung, Hochtemperatur-(Atmosphären-)Rösten und andere Prozesse weiter zu reinigen. Die Qualitätsanforderungen für hochreinen und ultra-hochreinen Quarzsand bestehen in der Regel darin, dass der Gehalt an SiO2 mehr als 99,99 % beträgt und der Gehalt an Fe2O3 weniger als 0,001 % beträgt. Der Reinigungsprozess sollte nicht nur die Auswahlbedingungen streng kontrollieren, sondern auch strengere Anforderungen an die entsprechenden Reinigungsausrüstungen stellen, um sekundäre Verschmutzung zu verhindern.