크리스탈 쿼츠

2025-03-27

크리스탈은 고순도 석영 생산의 주요 원료였다. 자연 크리스탈 자원이 고갈되고 고순도 석영 모래에 대한 수요가 증가함에 따라 크리스탈 대신 석영 광석으로 고순도 석영 모래를 생산하는 기술의 중요성이 점점 더 커지고 있다.

금속 생성 및 물리화학적 속성에 따라 석영 광물은 화성암형, 변성형, 열수형 및 퇴적형으로 나눌 수 있다. 그 중 화강암 순상암과 광맥 석영의 석영 입자는 입자 크기가 크고 단량체로 분리되기 쉽다. 이들은 고순도 석영 중품 및 고품질 제품 가공을 위해 자연 크리스탈을 대체할 이상적인 원료이며, 특히 화강암 순상암이 그렇다. 비록 석영 함량이 약 30%에 불과하지만 석영 입자는 매우 거대(d>5mm)하여 분쇄 후 광석에서 완전히 분리되며, 단일 석영 불순물의 함량은 적다.

중국의 검증된 석영 광물에는 23.1억 톤의 석영암, 15.5억 톤의 석영 사암, 50만 톤의 석영이 포함됩니다. 산업적 가치가 있는 대규모 화강암 페그마타이트 매장지는 발견되지 않았습니다. 중국의 석영 자원의 독특한 특성으로 인해, 질 나쁜 원석(예: 핵석 및 석영암)에서 고순도 석영을 제조하는 것이 향후 연구의 주요 방향으로 결정되었습니다.

석영 불순물 분석

자연 석영 불순물은 크기, 분포 및 동반 불순물의 존재에 따라 갱석 광물 불순물, 포함 불순물 및 결정 구조 불순물로 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 일반적으로 관련된 광물 불순물은 방해석, 운모, 루틸, 석회석, 형석, 적철광, 황철광 및 점토 광물이 있습니다. 주요 불순물 원소는 Al, Fe, Ca, Mg, Li, Na, K, Ti, B, H입니다.

그 중 Al과 Fe는 석영에서 가장 해로운 불순물로, 동반 불순물 광물의 형태로 존재할 수 있을 뿐만 아니라, 석영 격자에서 Si4+를 쉽게 대체하여 새로운 알루미늄 산화물テ트라ヘ드론 및 철산 테트라 헤드론을 형성할 수 있습니다. K+, Na+, Li+ 및 H+와 같은 전하 보상 불순물은 격자의 전하 결함으로 인해 도입됩니다. Al 및 Fe 불순물은 상대적으로 쉽게 검출될 수 있습니다.

관련된 갱석 광물은 일반적인 물리 및 화학 선별 방법을 통해 효과적으로 제거할 수 있으며, 함유물의 구조는 고온 소성에 의해 파괴될 수 있습니다. 산 세척 및 알칼리 세척의 반복 강화 후, 불순물 함량을 상당히 줄일 수 있습니다. 그러나 석영 격자 내의 불순물은 제거하기 어려우며, 격자의 불순물은 고순도 석영 사모의 가공에서 어려운 궁극적인 병목 현상이 되는 경우가 많습니다.

가공 절차

고순도 석영의 가공 절차는 원석의 관련 갱석, 포함 불순물 및 결정 구조 불순물을 제거하는 과정을 의미하며, 일반적으로 소성, 수랭, 분쇄, 분급, 수세척, 세척, 전기 분리, 자기 선별, 플로테이션, 산 세척, 알칼리 세척, 고온(대기) 로스팅 및 기타 과정을 포함합니다.

고순도 석영 사모는 불순물 함량이 0.0008%~0.005%이고 SiO2 함량이 99.995%~99.999%인 석영 사모입니다. 여전히 몇몇 선진국에서만 생산됩니다. 중국에서는 태평양 석영 회사, 카이다 석영 회사 등이 있으며, 이들 기업은 원료로서 결정으로 생산합니다. 기술 봉쇄로 인해 고순도 석영 제조업체, 특히 관련 해외 회사의 기술 및 공정 세부 사항에 대한 보고서는 매우 드뭅니다. 원칙적으로, 고순도 석영은 핵석 및 페그마타이트 화강암을 소성-수랭-분쇄 분급-세척-중력 분리-자기 분리-플로테이션-염소로스팅-화학산 세척의 결합된 공정을 통해 처리하여 생산됩니다. 현재 국내 기업이 생산할 수 있는 고순도 석영 사모는 불순물 함량이 0.03%~0.005%이고 SiO2 함량이 99.97%~99.995%인 주로 중저급 고순도 석영 사모입니다.

일반 산업용으로 정제된 석영 모래의 경우, 가능한 한 간단한 공정 흐름을 선택하는 것이 농축 및 정화 비용을 줄일 수 있습니다. 세척-탈슬라임-자기 분리 공정을 사용하는 것이 권장되며, 이는 고운 모래의 품질 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 고순도 및 초고순도 석영 모래는 고급 기술 샌드로 사용되므로, 추가적인 정화를 위해 부상, 산 침출, 고온(대기) 로스팅 등 여러 공정을 통해 석영 모래를 더 정제해야 합니다. 고순도 및 초고순도 석영 모래의 품질 요구 사항은 일반적으로 SiO2 함량이 99.99% 이상이고, Fe2O3 함량이 0.001% 이하인 것입니다. 정화 과정에서는 선택 조건을 엄격하게 조절할 뿐만 아니라, 이차 오염을 방지하기 위해 해당 정화 장비에 대해 더 엄격한 요구 사항을 가져야 합니다.