Kuarsa Kristal

2025-03-27

Kristal dulunya merupakan bahan baku utama untuk produksi kuarsa dengan kemurnian tinggi. Dengan habisnya sumber daya kristal alami dan meningkatnya permintaan untuk pasir kuarsa berkualitas tinggi, teknologi produksi pasir kuarsa dengan kemurnian tinggi dari bijih kuarsa sebagai pengganti kristal semakin penting.

Menurut sifat metalogenetik dan fisiko-kimia yang berbeda, mineral kuarsa dapat dibagi menjadi tipe batuan magmatik, tipe metamorf, tipe hidrotermal, dan tipe sedimen. Di antara mereka, butir kuarsa dalam pegmatit granit dan kuarsa urat memiliki ukuran butir yang kasar sehingga mudah terlepas dari monomer. Mereka adalah bahan mentah ideal untuk menggantikan kristal alami dalam pemrosesan produk kuarsa berkualitas tinggi kelas menengah dan tinggi, terutama pegmatit granit. Meskipun kandungan kuarsanya hanya sekitar 30%, butir kuarsanya sangat kasar (d>5mm), sepenuhnya terpisah dari bijih setelah menggiling, dan kandungan kotoran kuarsa tunggal sangat sedikit.

Mineral kuarsa yang terbukti di Cina mencakup 2,31 miliar ton kuarsa, 1,55 miliar ton pasir kuarsa, dan 0,50 juta ton kuarsa. Belum ditemukan deposit pegmatit granit besar dengan nilai industrial. Karena karakteristik khusus sumber daya kuarsa di Cina, ditentukan bahwa pemrosesan kuarsa berkualitas tinggi dari bahan baku kuarsa dengan kualitas buruk seperti kuarsa urat dan kuarsit adalah arah utama penelitian di masa mendatang.

Analisis Kotoran Kuarsa

Kotoran kuarsa alami dapat dibagi menjadi tiga kategori menurut ukuran, distribusi, dan keberadaan kotoran yang menyertainya: kotoran mineral pengganggu, kotoran inklusi, dan kotoran struktur kristal. Kotoran mineral yang biasa terkait adalah feldspar, mika, rutil, kalsit, fluorite, hematite, pirit, dan mineral lempung. Elemen kotoran utama adalah Al, Fe, Ca, Mg, Li, Na, K, Ti, B, H.

Di antara mereka, Al dan Fe merupakan kotoran yang paling berbahaya dalam kuarsa, yang tidak hanya dapat ada dalam bentuk mineral kotoran yang menyertai, tetapi juga dengan mudah menggantikan Si4+ dalam kisi kuarsa untuk membentuk tetrahedron aluminium oksida dan tetrahedron ferrit baru. Kotoran yang mengkompensasi muatan seperti K+, Na+, Li+, dan H+ diperkenalkan akibat cacat muatan dalam kisi. Kotoran Al dan Fe relatif mudah dideteksi.

Mineral gangue yang terkait dapat dihilangkan secara efektif melalui metode pengolahan fisik dan kimia konvensional, dan struktur inklusi dapat dihancurkan melalui kalsinasi suhu tinggi. Setelah penguatan berulang dari pelindian asam dan pelindian basa, kandungan kotoran dapat dikurangi secara signifikan. Namun, kotoran dalam kisi kuarsa sulit untuk dihilangkan, dan kotoran dalam kisi sering kali menjadi bottleneck utama yang sulit untuk diatasi dalam pengolahan pasir kuarsa berkualitas tinggi.

Prosedur pemrosesan

Prosedur pemrosesan kuarsa berkualitas tinggi mengacu pada proses penghilangan gangue yang terkait, kotoran inklusi, dan kotoran struktur kristal dalam bijih kuarsa asli, biasanya mencakup pengkalsinasi, pendinginan air, penggilingan, penggolongan, pengendapan air, pencucian, pemisahan listrik, pemilihan magnetik, flotasi, pencucian asam, pencucian alkali, pemanggangan suhu tinggi (atmosfer) dan proses lainnya.

Pasir kuarsa berkualitas tinggi adalah pasir kuarsa dengan kandungan kotoran 0,0008%~0,005% dan kandungan SiO2 99,995%~99,999%. Ini masih diproduksi hanya oleh beberapa negara maju. Di Cina, hanya Perusahaan Pacific Quartz, Perusahaan Kaida Quartz, dan lain-lain. Tidak banyak perusahaan, dan mereka diproduksi menggunakan kristal sebagai bahan baku. Karena pemblokiran teknis, laporan tentang teknologi dan rincian proses produsen kuarsa berkualitas tinggi, terutama perusahaan asing terkait, sangat jarang. Secara prinsip, kuarsa berkualitas tinggi diproduksi dengan memperlakukan kuarsa urat dan granit pegmatit melalui proses gabungan pengkalsinasi-pendinginan air-penggilingan klasifikasi-pencucian-pemisahan gravitasi-pemisahan magnetik-flotasi-pemanggangan klorinasi-pencucian asam kimia. Saat ini, pasir kuarsa berkualitas tinggi yang dapat diproduksi oleh perusahaan domestik sebagian besar adalah pasir kuarsa berkualitas tinggi tingkat menengah dan rendah dengan kandungan kotoran 0,03%~0,005% dan kandungan SiO2 99,97%~99,995%.

Untuk pasir kuarsa halus untuk tujuan industri umum, memilih alur proses yang relatif sederhana sebisa mungkin dapat mengurangi biaya benefisiasi dan pemurnian. Disarankan untuk menggunakan proses pencucian-pengendapan-pemisahan magnetik, yang dapat memenuhi persyaratan kualitas pasir halus. Untuk pasir kuarsa berkualitas tinggi dan ultra-berkualitas tinggi, yang digunakan sebagai pasir teknologi tinggi, perlu dilakukan pemurnian lebih lanjut terhadap pasir kuarsa melalui flotasi, pencucian asam, pemanggangan suhu tinggi (atmosfer) dan proses lainnya. Persyaratan kualitas dari pasir kuarsa berkualitas tinggi dan ultra-berkualitas tinggi umumnya adalah bahwa kandungan SiO2 lebih besar dari 99,99%, dan kandungan Fe2O3 kurang dari 0,001%. Proses pemurnian tidak hanya harus secara ketat mengendalikan kondisi pemilihan, tetapi juga memiliki persyaratan yang lebih ketat untuk peralatan pemurnian yang sesuai guna mencegah pencemaran sekunder.