Quartz Cristallin

2025-03-27

Le cristal était autrefois la principale matière première pour la production de quartz de haute pureté. Avec l'épuisement des ressources naturelles de cristal et l'augmentation de la demande pour le sable de quartz de haute pureté, la technologie de production de sable de quartz de haute pureté à partir de minerai de quartz au lieu de cristal devient de plus en plus importante.

Selon les différentes propriétés métallogéniques et physico-chimiques, les minéraux de quartz peuvent être divisés en type roche magmatique, type métamorphique, type hydrothermal et type sédimentaire. Parmi eux, les grains de quartz dans les pegmatites granitiques et les quartz filoniens ont une taille de grain grossière et sont faciles à dissocier des monomères. Ils sont des matières premières idéales pour remplacer les cristaux naturels dans le traitement des produits de quartz de haute pureté de milieu et haut de gamme, en particulier les pegmatites granitiques. Bien que leur teneur en quartz ne soit que d'environ 30%, le grain de quartz est extrêmement grossier (d> 5 mm), complètement dissocié des gangues après broyage, et la teneur en impuretés de quartz unique est faible.

Les minéraux de quartz prouvés en Chine comprennent 2,31 milliards de tonnes de quartzite, 1,55 milliard de tonnes de grès quartzite, et 0,50 million de tonnes de quartz. Aucun grand dépôt de pegmatite granitique d'une valeur industrielle n'a été trouvé. En raison des caractéristiques distinctives des ressources en quartz en Chine, il est déterminé que la préparation de quartz de haute pureté à partir de matières premières de quartz de mauvaise qualité telles que le quartz filonien et le quartzite est la principale direction de la recherche future.

Analyse des Impuretés du Quartz

Les impuretés naturelles du quartz peuvent être divisées en trois catégories selon la taille, la distribution et l'existence des impuretés accompagnantes : impuretés minérales de gangue, impuretés d'inclusion, et impuretés de structure cristalline. Les minéraux d'impuretés associés courants sont le feldspath, le mica, le rutile, la calcite, la fluorite, l'hématite, la pyrite et les minéraux argileux. Les principaux éléments d'impureté sont Al, Fe, Ca, Mg, Li, Na, K, Ti, B, H.

Parmi eux, Al et Fe sont les impuretés les plus nuisibles dans le quartz, qui peuvent non seulement exister sous forme de minéraux d'impureté accompagnants, mais également remplacer facilement Si4+ dans le réseau cristallin du quartz pour former un nouveau tétraèdre d'oxyde d'aluminium et un tétraèdre de ferrite. Les impuretés compensatrices de charge telles que K+, Na+, Li+, et H+ sont introduites en raison des défauts de charge dans le réseau. Les impuretés d'Al et de Fe sont relativement faciles à détecter.

Les minéraux de gangue associés peuvent être efficacement éliminés par des méthodes classiques d'enrichissement physiques et chimiques, et la structure des inclusions peut être détruite par calcination à haute température. Après un renforcement répété de l'extraction acide et de l'extraction alcaline, la teneur en impuretés peut être significativement réduite. Cependant, les impuretés dans le réseau de quartz sont difficiles à éliminer, et les impuretés dans le réseau deviennent souvent le goulot d'étranglement ultime difficile à surmonter dans le traitement du sable de quartz à haute pureté.

Procédure de traitement

La procédure de traitement du quartz à haute pureté fait référence au processus d'élimination des gangues associées, des impuretés d'inclusion et des impuretés de structure cristalline dans le minerai de quartz d'origine, comprenant généralement la calcination, le refroidissement à l'eau, le broyage, le classement, le désiltage à l'eau, le lavage, la séparation électrique, la sélection magnétique, la flottation, l'extraction acide, l'extraction alcaline, le rôtissage à haute température (atmosphère) et d'autres procédés.

Le sable de quartz à haute pureté est du sable de quartz avec une teneur en impuretés de 0,0008 % à 0,005 % et une teneur en SiO2 de 99,995 % à 99,999 %. Il est encore produit uniquement par quelques pays développés. En Chine, seules certaines entreprises comme Pacific Quartz Company, Kaida Quartz Company, etc., existent. Elles ne sont pas nombreuses et produisent à partir de cristal comme matière première. En raison du blocage technique, les rapports sur la technologie et les détails du processus des fabricants de quartz à haute pureté, en particulier des entreprises étrangères associées, sont très rares. En principe, le quartz à haute pureté est produit en traitant le quartz filonien et le granite pegmatite par un processus combiné de calcination-refroidissement à l'eau-classification par broyage-lavage-séparation par gravité-séparation magnétique-flottation-rottissage par chloruration-extraction chimique acide. À l'heure actuelle, le sable de quartz à haute pureté que les entreprises nationales peuvent produire est principalement du sable de quartz à haute pureté de qualité moyenne et basse avec une teneur en impuretés de 0,03 % à 0,005 % et une teneur en SiO2 de 99,97 % à 99,995 %.

Pour le sable de quartz raffiné destiné à des applications industrielles générales, choisir un flux de processus relativement simple autant que possible peut réduire le coût d'enrichissement et de purification. Il est recommandé d'utiliser le processus de lavage-désfieldage-séparation magnétique, qui peut répondre aux exigences de qualité du sable fin. Pour le sable de quartz à haute pureté et ultra-haute pureté, utilisé comme sable hi-tech, il est nécessaire de purifier encore le sable de quartz par flottation, extraction acide, rôtissage à haute température (atmosphère) et d'autres processus. Les exigences de qualité du sable de quartz à haute pureté et ultra-haute pureté sont généralement que la teneur en SiO2 soit supérieure à 99,99 % et la teneur en Fe2O3 inférieure à 0,001 %. Le processus de purification doit non seulement contrôler strictement les conditions de sélection, mais aussi avoir des exigences plus strictes pour les équipements de purification correspondants afin de prévenir la pollution secondaire.