Cuarzo cristalino

2025-03-27

El cristal solía ser la materia prima principal para la producción de cuarzo de alta pureza. Con el agotamiento de los recursos de cristal natural y la creciente demanda de arena de cuarzo de alta pureza, la tecnología para producir arena de cuarzo de alta pureza a partir de mineral de cuarzo en lugar de cristal se está volviendo cada vez más importante.

Según las diferentes propiedades metalogénicas y fisicoquímicas, los minerales de cuarzo pueden dividirse en tipo ígneo, tipo metamórfico, tipo hidrotermal y tipo sedimentario. Entre ellos, los granos de cuarzo en pegmatitas de granito y cuarzo de veta tienen un tamaño de grano grueso y son fáciles de disociar en monómeros. Son materias primas ideales para reemplazar cristales naturales en el procesamiento de productos de cuarzo de alta pureza de gama media y alta, especialmente pegmatitas de granito. Aunque su contenido de cuarzo es solo de aproximadamente el 30%, el grano de cuarzo es extremadamente grueso (d>5 mm), completamente disociado de la ganga después de la molienda, y el contenido de impurezas de cuarzo individual es mínimo.

Los minerales de cuarzo probados en China incluyen 2,31 mil millones de toneladas de cuarcita, 1,55 mil millones de toneladas de areniscas de cuarzo y 0,50 millones de toneladas de cuarzo. No se han encontrado depósitos grandes de pegmatita de granito con valor industrial. Debido a las características distintivas de los recursos de cuarzo en China, se ha determinado que la preparación de cuarzo de alta pureza a partir de materias primas de cuarzo de baja calidad, como el cuarzo de veta y la cuarcita, es la principal dirección de investigación futura.

Análisis de Impurezas de Cuarzo

Las impurezas naturales del cuarzo se pueden dividir en tres categorías según el tamaño, la distribución y la existencia de las impurezas acompañantes: impurezas minerales de ganga, impurezas por inclusión y impurezas de la estructura cristalina. Las impurezas minerales asociadas comunes son feldespato, mica, rutilo, calcita, fluorita, hematites, pirita y minerales de arcilla. Los principales elementos de impureza son Al, Fe, Ca, Mg, Li, Na, K, Ti, B, H.

Entre ellos, el Al y el Fe son las impurezas más dañinas en el cuarzo, que pueden existir no solo en forma de minerales de impureza acompañantes, sino que también pueden reemplazar fácilmente el Si4+ en la red de cuarzo para formar un nuevo tetrahedro de óxido de aluminio y un tetrahedro de ferrita. Las impurezas que compensan la carga, como K+, Na+, Li+ y H+, se introducen debido a los defectos de carga en la red. Las impurezas de Al y Fe son relativamente fáciles de detectar.

Los minerales de ganga asociados se pueden eliminar eficazmente mediante métodos de beneficio físico y químico convencionales, y la estructura de las inclusiones se puede destruir mediante calcinación a alta temperatura. Después de un refuerzo repetido de la lixiviación ácida y la lixiviación alcalina, el contenido de impurezas se puede reducir significativamente. Sin embargo, las impurezas en la red de cuarzo son difíciles de eliminar, y las impurezas en la red a menudo se convierten en el último cuello de botella que es difícil de superar en el procesamiento de arena de cuarzo de alta pureza.

Procedimiento de procesamiento

El procedimiento de procesamiento del cuarzo de alta pureza se refiere al proceso de eliminación de la ganga asociada, las impurezas de inclusión y las impurezas de la estructura cristalina en el mineral de cuarzo original, que generalmente incluye calcinación, enfriamiento en agua, molienda, clasificación, desilado en agua, lavado, separación eléctrica, selección magnética, flotación, lixiviación ácida, lixiviación alcalina, tostado a alta temperatura (atmósfera) y otros procesos.

La arena de cuarzo de alta pureza es arena de cuarzo con un contenido de impurezas de 0.0008 % a 0.005 % y un contenido de SiO2 de 99.995 % a 99.999 %. Aún se produce en solo algunos países desarrollados. En China, solo la Pacific Quartz Company, la Kaida Quartz Company, etc. No hay muchas empresas y se producen a través de cristal como materia prima. Debido al bloqueo técnico, los informes sobre la tecnología y los detalles del proceso de fabricantes de cuarzo de alta pureza, especialmente de empresas extranjeras relacionadas, son muy raros. En principio, el cuarzo de alta pureza se produce tratando cuarzo en venas y granito pegmatítico a través de un proceso combinado de calcinación-enfriamiento en agua-clasificación de molienda-lavado-separación por gravedad-separación magnética-flotación-tostado por cloración-lixiviación química ácida. En la actualidad, la arena de cuarzo de alta pureza que las empresas nacionales pueden producir es principalmente arena de cuarzo de alta pureza de grado medio y bajo, con un contenido de impurezas de 0.03 % a 0.005 % y un contenido de SiO2 de 99.97 % a 99.995 %.

Para la arena de cuarzo refinada para fines industriales generales, elegir un flujo de proceso relativamente simple tanto como sea posible puede reducir el costo de beneficio y purificación. Se recomienda utilizar el proceso de lavado-deslimado-separación magnética, que puede cumplir con los requisitos de calidad de la arena fina. Para arena de cuarzo de alta pureza y ultra alta pureza, que se utiliza como arena de alta tecnología, es necesario purificar aún más la arena de cuarzo mediante flotación, lixiviación ácida, tostado a alta temperatura (atmósfera) y otros procesos. Los requisitos de calidad de la arena de cuarzo de alta pureza y ultra alta pureza son generalmente que el contenido de SiO2 sea superior al 99.99 % y el contenido de Fe2O3 sea inferior al 0.001 %. El proceso de purificación no solo debe controlar estrictamente las condiciones de selección, sino que también debe tener requisitos más estrictos para el equipo de purificación correspondiente para prevenir la contaminación secundaria.