Quartzo Cristal

2025-03-27

O cristal costumava ser a principal matéria-prima para a produção de quartzo de alta pureza. Com a exaustão dos recursos naturais de cristal e a crescente demanda por areia de quartzo de alta pureza, a tecnologia de produção de areia de quartzo de alta pureza a partir de minério de quartzo em vez de cristal está se tornando cada vez mais importante.

De acordo com diferentes propriedades metalogênicas e físico-químicas, os minerais de quartzo podem ser divididos em tipo ígneo, tipo metamórfico, tipo hidrotermal e tipo sedimentar. Entre eles, os grãos de quartzo no pegmatito granítico e no quartzo de veia têm um tamanho de grão grosso e são fáceis de dissociar em monômeros. Eles são matérias-primas ideais para substituir cristais naturais na produção de produtos de quartzo de alta pureza de médio e alto padrão, especialmente o pegmatito granítico. Embora seu teor de quartzo seja de apenas cerca de 30%, o grão de quartzo é extremamente grosso (d>5mm), completamente dissociado da ganga após moagem, e o conteúdo de impurezas de quartzo único é baixo.

Os minerais de quartzo comprovados na China incluem 2,31 bilhões de toneladas de quartzito, 1,55 bilhão de toneladas de arenito quartzo e 0,50 milhões de toneladas de quartzo. Não foram encontrados grandes depósitos de pegmatito granítico com valor industrial. Devido às características distintivas dos recursos de quartzo na China, determina-se que a preparação de quartzo de alta pureza a partir de matérias-primas de quartzo de baixa qualidade, como quartzo de veia e quartzito, é a principal direção da pesquisa futura.

Análise de Impurezas no Quartzo

As impurezas naturais do quartzo podem ser divididas em três categorias de acordo com o tamanho, distribuição e existência das impurezas acompanhantes: impurezas de minerais de ganga, impurezas de inclusões e impurezas da estrutura cristalina. As impurezas minerais associadas comuns são feldspato, mica, rutilo, calcita, fluorita, hematita, pirita e minerais de argila. Os principais elementos de impureza são Al, Fe, Ca, Mg, Li, Na, K, Ti, B, H.

Entre eles, Al e Fe são as impurezas mais prejudiciais no quartzo, que podem não apenas existir na forma de minerais de impureza acompanhantes, mas também substituir facilmente Si4+ na rede de quartzo para formar um novo tetraedro de óxido de alumínio e um tetraedro de ferrita. Impurezas que compensam carga, como K+, Na+, Li+ e H+, são introduzidas devido a defeitos de carga na rede. As impurezas de Al e Fe são relativamente fáceis de detectar.

Os minerais de ganga associados podem ser efetivamente removidos por métodos convencionais de beneficiamento físico e químico, e a estrutura das inclusões pode ser destruída por calcinacao a altas temperaturas. Após o fortalecimento repetido de lixiviação ácida e lixiviação alcalina, o teor de impurezas pode ser significativamente reduzido. No entanto, as impurezas na rede de quartzo são difíceis de remover, e as impurezas na rede frequentemente se tornam o gargalo final que é difícil de superar no processamento de areia de quartzo de alta pureza.

Procedimento de processamento

O procedimento de processamento do quartzo de alta pureza refere-se ao processo de remoção das impurezas de ganga associadas, das impurezas de inclusão e das impurezas da estrutura cristalina no minério original de quartzo, geralmente incluindo calcinação, resfriamento em água, moagem, classificação, deslamagem em água, lavagem, separação elétrica, seleção magnética, flotação, lixiviação ácida, lixiviação alcalina, torrefação a alta temperatura (atmosfera) e outros processos.

A areia de quartzo de alta pureza é areia de quartzo com teor de impurezas de 0,0008% a 0,005% e teor de SiO2 de 99,995% a 99,999%. Ela ainda é produzida apenas por alguns países desenvolvidos. Na China, apenas a Pacific Quartz Company, a Kaida Quartz Company, etc. Não há muitas empresas, e elas são produzidas através de cristal como matéria-prima. Devido ao bloqueio técnico, relatórios sobre a tecnologia e detalhes do processo dos fabricantes de quartzo de alta pureza, especialmente de empresas estrangeiras relacionadas, são muito raros. Em princípio, o quartzo de alta pureza é produzido tratando quartzo de veia e granito pegmatítico através de um processo combinado de calcinação-resfriamento em água-moagem classificação-lavagem-separação gravítica-separação magnética-flotação-torrefação de cloração-lixiviação química ácida. Atualmente, a areia de quartzo de alta pureza que as empresas nacionais podem produzir é principalmente areia de quartzo de alta pureza de médio e baixo grau com teor de impurezas de 0,03% a 0,005% e teor de SiO2 de 99,97% a 99,995%.

Para areia de quartzo refinada para fins industriais gerais, a escolha de um fluxo de processo relativamente simples, tanto quanto possível, pode reduzir o custo do beneficiamento e purificação. Recomenda-se usar o processo de lavagem-deslamagem-separação magnética, que pode atender aos requisitos de qualidade da areia fina. Para areia de quartzo de alta pureza e ultra alta pureza, que é usada como areia de alta tecnologia, é necessário purificar ainda mais a areia de quartzo por flotação, lixiviação ácida, torrefação a alta temperatura (atmosfera) e outros processos. Os requisitos de qualidade da areia de quartzo de alta pureza e ultra alta pureza são geralmente que o teor de SiO2 seja maior que 99,99% e o teor de Fe2O3 seja inferior a 0,001%. O processo de purificação deve não apenas controlar rigorosamente as condições de seleção, mas também ter requisitos mais rigorosos para os equipamentos de purificação correspondentes para prevenir a poluição secundária.