Kristalkwarts

2025-03-27

Kristal was vroeger het belangrijkste grondstof voor de productie van hoog-puur kwarts. Met de uitputting van natuurlijke kristalbronnen en de toenemende vraag naar hoog-puur kwartszand, wordt de technologie voor het produceren van hoog-puur kwartszand met kwartserts in plaats van kristal steeds belangrijker.

Volgens verschillende metallogene en fysisch-chemische eigenschappen kunnen kwartsmineralen worden onderverdeeld in magmatische gesteente-type, metamorf type, hydrothermale type en sedimentaire type. Daaronder hebben de kwartsgranen in granietpegmatiet en aderkwarts een grove korrelgrootte en zijn ze gemakkelijk te dissociëren van monomeren. Ze zijn ideale grondstoffen om natuurlijke kristallen te vervangen voor de verwerking van hoog-puur kwarts mid-end en high-end producten, vooral granietpegmatiet. Hoewel het kwartsgehalte slechts ongeveer 30% is, is de kwarts korrel extreem grof (d>5mm), volledig gedissocieerd van de gangue na het malen, en de inhoud van enkele kwarts onzuiverheden is gering.

De bewezen kwartsmineralen in China omvatten 2,31 miljard ton kwartsiet, 1,55 miljard ton kwartszandsteen en 0,50 miljoen ton kwarts. Er zijn geen grote granietpegmatietafzettingen met industriële waarde gevonden. Vanwege de kenmerkende eigenschappen van kwartsbronnen in China, is vastgesteld dat de bereiding van hoog-puur kwarts uit kwartsgrondstoffen van slechte kwaliteit zoals aderkwarts en kwartsiet de belangrijkste richting van toekomstig onderzoek is.

Kwarts Onzuiverheid Analyse

Natuurlijke kwarts onzuiverheden kunnen worden onderverdeeld in drie categorieën op basis van de grootte, distributie en het bestaan van de bijbehorende onzuiverheden: gangue mineraal onzuiverheden, insluitingsonzuiverheden en kristalstructuur onzuiverheden. Veelvoorkomende geassocieerde mineraal onzuiverheden zijn veldspaat, mica, rutil, calciet, fluoriet, hematiet, pyriet en kleimineralen. De belangrijkste onzuiverheidselementen zijn Al, Fe, Ca, Mg, Li, Na, K, Ti, B, H.

Onder hen zijn Al en Fe de meest schadelijke onzuiverheden in kwarts, die niet alleen kunnen bestaan in de vorm van bijbehorende onzuiverheidsmineralen, maar ook gemakkelijk Si4+ in het kwartsrooster kunnen vervangen om nieuwe aluminiumoxide-tetraëders en ferriet-tetraëders te vormen. Laadcompenserende onzuiverheden zoals K+, Na+, Li+ en H+ worden geïntroduceerd vanwege laaddefecten in het rooster. Al- en Fe-onzuiverheden zijn relatief gemakkelijk te detecteren.

De bijbehorende gangue-mineralen kunnen effectief worden verwijderd met conventionele fysieke en chemische verrijkingsmethoden, en de structuur van insluitsels kan worden vernietigd door hoge-temperatuur calcineringsprocessen. Na herhaaldelijke versterking van zuur- en alkalileaching kan het onzuiverheidsgehalte aanzienlijk worden verlaagd. Echter, de onzuiverheden in het kwartsrooster zijn moeilijk te verwijderen, en de onzuiverheden in het rooster worden vaak de ultieme bottleneck die moeilijk te doorbreken is bij de verwerking van hoogwaardig kwartszand.

Verwerkingsprocedure

De verwerkingsprocedure van hoogzuiver kwarts verwijst naar het proces van het verwijderen van de bijbehorende gangue, insluitingsverontreinigingen en kristalstructuurverontreinigingen in het oorspronkelijke kwartserts, meestal inclusief calcinerings-, waterkoelings-, slijp-, classificatie-, waterontslakkings-, schrob-, elektrische scheiding-, magnetische selectie-, flotatie-, zuurleaching-, alkalileaching-, hoge temperatuur (atmosfeer) roosteren en andere processen.

Hoogzuiver kwartszand is kwartszand met een verontreinigingsinhoud van 0,0008%~0,005% en een SiO2-inhoud van 99,995%~99,999%. Het wordt nog steeds geproduceerd door slechts een paar ontwikkelde landen. In China zijn er alleen Pacific Quartz Company, Kaida Quartz Company, enz. Er zijn niet veel ondernemingen, en ze worden geproduceerd met kristal als grondstof. Vanwege technische blokkades zijn rapporten over de technologie en procesdetails van fabrikanten van hoogzuiver kwarts, vooral gerelateerde buitenlandse bedrijven, zeer zeldzaam. In principe wordt hoogzuiver kwarts geproduceerd door aderkwarts en pegmatietgraniet te behandelen via een gecombineerd proces van calcinerings-waterkoeling-slijpen classificatie-schrobben-zwaartekracht scheiding-magnetische scheiding-flotatie-chlorering roosteren-chemische zuurleaching. Momenteel is het hoogzuiver kwartszand dat binnenlandse ondernemingen kunnen produceren voornamelijk medium- en laagwaardige hoogzuiver kwartszand met een verontreinigingsinhoud van 0,03%~0,005% en een SiO2-inhoud van 99,97%~99,995%.

Voor verfijnd kwartszand voor algemene industriële doeleinden kan het kiezen van een relatief eenvoudig processtroom zoveel mogelijk de kosten van verrijking en zuivering verlagen. Het wordt aanbevolen om het schrobben-ontslakken-magnetische scheidingsproces te gebruiken, wat kan voldoen aan de kwaliteitsvereisten van fijn zand. Voor hoogzuiver en ultra-hoogzuiver kwartszand, dat wordt gebruikt als hoogtechnologisch zand, is het noodzakelijk om het kwartszand verder te zuiveren door flotatie, zuurleaching, hoge temperatuur (atmosfeer) roosteren en andere processen. De kwaliteitsvereisten van hoogzuiver en ultra-hoogzuiver kwartszand zijn over het algemeen dat de SiO2-inhoud groter is dan 99,99%, en de Fe2O3-inhoud minder dan 0,001%. Het zuiveringsproces moet niet alleen de selectievoorwaarden strikt controleren, maar ook strengere eisen stellen aan de bijbehorende zuiveringsapparatuur om secundaire vervuiling te voorkomen.