Cuart cristalin

2025-03-27

Cristalul era materia primă principală pentru producția de cuarț de înaltă puritate. Odată cu epuizarea resurselor naturale de cristal și creșterea cererii pentru nisip de cuarț de înaltă puritate, tehnologia de producere a nisipului de cuarț de înaltă puritate din minereu de cuarț în loc de cristal devine din ce în ce mai importantă.

Conform diferitelor proprietăți metalogenetice și fizico-chimice, mineralele de cuarț pot fi împărțite în tipuri de roci magmatice, tipuri metamorfice, tipuri hidrotermale și tipuri sedimentare. Dintre acestea, granulele de cuarț din pegmatitul granitic și cuarțul de venă au o dimensiune a granulelor grosieră și sunt ușor de disociat în monomeri. Ele sunt materii prime ideale pentru a înlocui cristalele naturale în procesarea produselor de cuarț de puritate înaltă de medie și înaltă, în special pegmatitul granitic. Deși conținutul său de cuarț este de doar aproximativ 30%, granula de cuarț este extrem de grosieră (d>5mm), complet disociată de gangă după măcinare, iar conținutul impurităților de cuarț unic este mic.

Mineralele de quartz dovedite în China includ 2,31 miliarde de tone de quartzit, 1,55 miliarde de tone de nisip de quartz și 0,50 milioane de tone de quartz. Nu au fost găsite depozite mari de pegmatit granitic cu valoare industrială. Datorită caracteristicilor distinctive ale resurselor de quartz din China, s-a stabilit că pregătirea quartzului de înaltă puritate din materii prime de quartz de calitate slabă, cum ar fi quartzul de venă și quartzitul, este principala direcție a cercetărilor viitoare.

Analiza impurităților din cuarț

Impuritățile naturale ale cuarțului pot fi împărțite în trei categorii în funcție de dimensiune, distribuție și existența impurităților însoțitoare: impuritățile minerale de gangă, impuritățile de incluziune și impuritățile structurale ale cristalului. Impuritățile minerale asociate comune sunt feldspatul, mica, rutilul, calcitul, fluorita, hematitul, piritul și mineralele de argilă. Principalele elemente de impuritate sunt Al, Fe, Ca, Mg, Li, Na, K, Ti, B, H.

Printre acestea, Al și Fe sunt cele mai dăunătoare impurități în cuarț, care nu pot exista doar sub formă de minerale de impuritate însoțitoare, ci pot înlocui cu ușurință Si4+ în rețeaua de cuarț pentru a forma noi tetraedre de oxid de aluminiu și tetraedre de ferită. Impuritățile care compensează sarcina, cum ar fi K+, Na+, Li+ și H+, sunt introduse din cauza defectelor de sarcină din rețea. Impuritățile de Al și Fe sunt relativ ușor de detectat.

Mineralele de gangă asociate pot fi îndepărtate eficient prin metode convenționale de beneficiere fizică și chimică, iar structura incluziunilor poate fi distrusă prin calcinare la temperaturi ridicate. După întărirea repetată a spălării acide și a spălării alcaline, conținutul de impurități poate fi redus semnificativ. Cu toate acestea, impuritățile din rețeaua de cuarț sunt greu de îndepărtat, iar impuritățile din rețea devin adesea punctul final de blocaj care este greu de depășit în procesarea nisipului de cuarț de înaltă puritate.

Procedura de procesare

Procedura de procesare a cuarțului de înaltă puritate se referă la procesul de îndepărtare a gangăi asociate, impurităților de incluziune și impurităților structurale ale cristalului din minereul de cuarț original, incluzând de obicei calcinarea, răcirea cu apă, măcinarea, clasificarea, desilicierea cu apă, spălarea, separarea electrică, selecția magnetică, flotarea, spălarea acidă, spălarea alcalină, prăjirea la temperaturi ridicate (atmosferă) și alte procese.

Nisipul de cuarț de înaltă puritate este nisip de cuarț cu un conținut de impurități de 0.0008%~0.005% și un conținut de SiO2 de 99.995%~99.999%. Este încă produs doar de câteva țări dezvoltate. În China, doar Pacific Quartz Company, Kaida Quartz Company etc. Nu sunt multe întreprinderi, iar acestea sunt produse prin cristal ca materie primă. Datorită blocadei tehnice, rapoartele despre tehnologia și detaliile procesului producătorilor de cuarț de înaltă puritate, în special companiile străine asociate, sunt foarte rare. În principiu, cuarțul de înaltă puritate este produs prin tratarea cuarțului de venă și a granitei pegmatite printr-un proces combinat de calcinare-răcire cu apă-măcinare clasificare-spălare-separare prin gravitate-separare magnetică-flotare-prăjire prin clorinare-spălare chimică acidă. În prezent, nisipul de cuarț de înaltă puritate pe care întreprinderile interne îl pot produce este în principal nisip de cuarț de înaltă puritate de medie și joasă calitate cu un conținut de impurități de 0.03%~0.005% și un conținut de SiO2 de 99.97%~99.995%.

Pentru nisipul de cuarț rafinat pentru scopuri industriale generale, alegerea unui flux de proces relativ simplu cât mai mult posibil poate reduce costul beneficierei și purificării. Se recomandă utilizarea procesului de spălare-deslimare-separare magnetică, care poate îndeplini cerințele de calitate ale nisipului fin. Pentru nisipul de cuarț de înaltă puritate și ultra-înaltă puritate, care este utilizat ca nisip de înaltă tehnologie, este necesar să se purifice suplimentar nisipul de cuarț prin flotare, spălare acidă, prăjire la temperaturi ridicate (atmosferă) și alte procese. Cerințele de calitate pentru nisipul de cuarț de înaltă puritate și ultra-înaltă puritate sunt în general ca conținutul de SiO2 să fie mai mare de 99.99%, iar conținutul de Fe2O3 să fie mai mic de 0.001%. Procesul de purificare nu ar trebui doar să controleze strict condițiile de selecție, ci să aibă și cerințe mai stricte pentru echipamentele de purificare corespunzătoare pentru a preveni poluarea secundară.