Кристаллический кварц

2025-03-27

Кристалл когда-то был основным сырьем для производства высокочистого кварца. С истощением природных ресурсов кристаллов и увеличением спроса на высокочистый кварцевый песок, технология производства высокочистого кварцевого песка из кварцевой руды вместо кристаллов становится все более важной.

В зависимости от разных металлогенетических и физико-химических свойств кварцевые минералы можно разделить на магматические, метаморфные, гидротермальные и осадочные. Среди них кварцевые зерна в гранитном пегматите и вене кварца имеют крупный размер зерен и легко диссоциируют из мономеров. Они являются идеальным сырьем для замены природных кристаллов при обработке высокочистых кварцевых полупродуктов и высококачественных изделий, особенно гранитного пегматита. Хотя его содержание кварца составляет всего около 30%, зерно кварца крайне крупное (d>5мм), полностью диссоциировано от пустой породы после измельчения, а содержание одиночных кварцевых примесей невелико.

Подтвержденные запасы кварцевых минералов в Китае составляют 2,31 миллиарда тонн кварцита, 1,55 миллиарда тонн кварцевого песчаника и 0,50 миллиона тонн кварца. Не было найдено крупных гранитных пегматитовых месторождений с промышленной ценностью. Из-за специфических характеристик кварцевых ресурсов в Китае определено, что подготовка высокочистого кварца из кварцевых сырьевых материалов низкого качества, таких как венозный кварц и кварцит, является основным направлением будущих исследований.

Анализ примесей кварца

Естественные примеси кварца можно разделить на три категории в зависимости от размера, распределения и наличия сопутствующих примесей: примеси в виде пустой породы, включенные примеси и примеси, связанные с кристаллографической структурой. Общие ассоциированные минеральные примеси - это полевой шпат, слюда, рутил, кальцит, флюорит, гематит, пирит и глинистые минералы. Основные элементные примеси - это Al, Fe, Ca, Mg, Li, Na, K, Ti, B, H.

Среди них Al и Fe являются наиболее вредными примесями в кварце, которые могут существовать не только в виде сопутствующих минеральных примесей, но и легко заменять Si4+ в решетке кварца, формируя новые тетраэдры оксида алюминия и тетраэдры феррита. Импурсии, компенсирующие заряд, такие как K+, Na+, Li+ и H+, введены из-за зарядовых дефектов в решетке. Примеси Al и Fe относительно легко обнаружить.

Ассоциированные минеральные примеси можно эффективно удалить с помощью традиционных физических и химических методов обогащения, а структура включений может быть разрушена путем высокотемпературной кальцинации. После многократного усиления процессов кислотного выщелачивания и щелочного выщелачивания содержание примесей можно значительно снизить. Однако примеси в решетке кварца трудно удалить, и примеси в решетке часто становятся конечным узким местом, которое трудно преодолеть при обработке высокочистого кварцевого песка.

Процесс обработки

Процесс обработки высокочистого кварца относится к процессу удаления ассоциированной пустой породы, включенных примесей и примесей, связанных с кристаллографической структурой, из исходной кварцевой руды, обычно включает кальцинацию, водяное закаливание, измельчение, классификацию, водяное обессоливание, промывание, электрическое разделение, магнитный отбор, флотацию, кислотное выщелачивание, щелочное выщелачивание, высокотемпературный (атмосферный) обжиг и другие процессы.

Высокочистый кварцевый песок - это кварцевый песок с содержанием примесей от 0.0008% до 0.005% и содержанием SiO2 от 99.995% до 99.999%. Его все еще производят только несколько развитых стран. В Китае это только компании Pacific Quartz, Kaida Quartz и др. Предприятий не так много, и они производятся из кристаллов в качестве сырья. В связи с технической блокадой отчеты о технологиях и процессах высокочистых производителей кварца, особенно иностранных компаний, крайне редки. В принципе, высокочистый кварц производится путем обработки жилового кварца и пегматитового гранита с использованием комбинированного процесса кальцинации, водяного закаливания, измельчения, классификации, промывания, гравитационного разделения, магнитного разделения, флотации, хлорирования, обжига и химического кислотного выщелачивания. В настоящее время высокочистый кварцевый песок, который могут производить отечественные предприятия, в основном представляет собой кварцевый песок средних и низких марок с содержанием примесей от 0.03% до 0.005% и содержанием SiO2 от 99.97% до 99.995%.

Для очищенного кварцевого песка для общих промышленных целей желательно выбирать как можно более простой процесс, что поможет снизить стоимость обогащения и очистки. Рекомендуется использовать процесс промывания, обессоливания и магнитного разделения, который может удовлетворить качественным требованиям мелкого песка. Для высокочистого и ультравысокочистого кварцевого песка, используемого в качестве высокотехнологичного песка, необходимо дополнительно очистить кварцевый песок с помощью флотации, кислотного выщелачивания, высокотемпературного (атмосферного) обжига и других процессов. К качественным требованиям высокочистого и ультравысокочистого кварцевого песка обычно относится, что содержание SiO2 должно быть больше 99.99%, а содержание Fe2O3 - менее 0.001%. Процесс очистки должен не только строго контролировать условия отбора, но и иметь более строгие требования к соответствующему оборудованию для очистки, чтобы предотвратить вторичное загрязнение.