Kristal Kuvars

2025-03-27

Kristal, yüksek saflıkta kuvars üretimi için ana hammaddeydi. Doğal kristal kaynaklarının tükenmesi ve yüksek saflıkta kuvars kumu talebinin artması ile birlikte, kristal yerine kuvars madenleri kullanarak yüksek saflıkta kuvars kumu üretme teknolojisi giderek daha önemli hale gelmektedir.

Farklı metallojenik ve fizikokimyasal özelliklere göre, kuvars mineralleri magmatik kayaç tipi, metamorfi tipi, hidrotermal tipe ve tortul tipe ayrılabilir. Bunlar arasında, granit pegmatit ve damar kuvarsındaki kuvars taneleri iri tanelidir ve monomerlerden ayrılmaları kolaydır. Doğal kristallerin işlenmesi için ideal hammadde olup, özellikle granit pegmatiti için yüksek saflıkta kuvars orta ve üst ürünleri üretmeye uygundur. Kuvars içeriği yalnızca yaklaşık %30 olmasına rağmen, kuvars tanesi son derece iridir (d>5mm), öğütme işlemi sonrasında gangdan tamamen ayrılır ve tek kuvars kirleticilerinin içeriği düşüktür.

Çin'deki kanıtlanmış kuvars mineralleri arasında 2.31 milyar ton kuvarsit, 1.55 milyar ton kuvars kumtaşı ve 0.50 milyon ton kuvars bulunmaktadır. Endüstriyel değer taşıyan büyük granit pegmatit yatakları bulunmamıştır. Çin'deki kuvars kaynaklarının belirgin özellikleri nedeniyle, damar kuvarsı ve kuvarsit gibi düşük kaliteli kuvars ham maddelerinden yüksek saflıkta kuvars elde etmenin gelecekteki araştırmaların ana yönü olduğu belirlenmiştir.

Kuvars Saçak Analizi

Doğal kuvars saçarları, boyut, dağılım ve eşlik eden saçarların varlığına göre üç kategoriye ayrılabilir: gang mineral saçarları, dahil olma saçarları ve kristal yapı saçarları. Yaygın eşlik eden mineral saçarları feldispat, mika, rutil, kalsit, florit, hematit, pirit ve kil mineralleridir. Başlıca saçar elementleri Al, Fe, Ca, Mg, Li, Na, K, Ti, B, H'dir.

Bunlar arasında, Al ve Fe kuvars içinde en zararlı saçarlar olup, yalnızca eşlik eden saçar mineral formlarında değil, aynı zamanda kuvars kafesindeki Si4+ ile kolayca yer değiştireerek yeni alüminyum oksit tetrahedronu ve ferrit tetrahedronu oluşturabilirler. Kafesteki yük kusurları nedeniyle K+, Na+, Li+ ve H+ gibi yük dengeleyici saçarlar da eklenir. Al ve Fe saçarları dikkatle tespit edilmesi oldukça kolaydır.

İlgili gang mineral saçarları geleneksel fiziksel ve kimyasal zenginleştirme yöntemleri ile etkili bir şekilde kaldırılabilirken, dahili yapıların yapısı yüksek sıcaklık kalsinasyonu ile yok edilebilir. Asit ve alkali leaching sürekli güçlendirilerek, saçar içerikleri önemli ölçüde azaltılabilir. Ancak kuvars kafesindeki saçarların kaldırılması zordur ve kafesteki saçarlar genellikle yüksek saflıkta kuvars kumu işlenmesinde aşılması güç nihai darboğaz haline gelir.

İşleme prosedürü

Yüksek saflıkta kuvarsın işleme prosedürü, orijinal kuvars cevherindeki eşlik eden gang, dahil olma saçarları ve kristal yapı saçarlarının kaldırılmasını ifade eder, genellikle kalsinasyon, su ile durulama, öğütme, sınıflandırma, su ile tortulama, fırçalama, elektriksel ayırma, manyetik ayırma, flotasyon, asit leaching, alkali leaching, yüksek sıcaklık (atmosfer) kavurma ve diğer süreçleri içerir.

Yüksek saflıkta kuvars kumu, 0.0008%~0.005% saçar içeriği ve 99.995%~99.999% SiO2 içeriğine sahip kuvars kumudur. Hala sadece birkaç gelişmiş ülke tarafından üretilmektedir. Çin’de sadece Pasifik Kuvars Şirketi, Kaida Kuvars Şirketi gibi çok fazla işletme yoktur ve kristali hammadde olarak kullanarak üretilirler. Teknik blokaj nedeniyle, yüksek saflıkta kuvars üreticilerinin teknolojisi ve süreç detayları, özellikle ilgili yabancı şirketler hakkında raporlar çok nadirdir. Prensip olarak, yüksek saflıkta kuvars, damar kuvarsı ve pegmatit graniti bir kombinasyon süreci olan kalsinasyon-su ile durulama-öğütme sınıflandırma-fırçalama-ağırlık ayırma-manyetik ayırma-flotasyon-klorinasyon kavurma-kimyasal asit leaching ile işlenerek üretilir. Şu anda, yerel işletmelerin üretebildiği yüksek saflıkta kuvars kumu, genellikle 0.03%~0.005% saçar içeriğine ve 99.97%~99.995% SiO2 içeriğine sahip orta ve düşük kaliteli yüksek saflıkta kuvars kumudur.

Genel endüstriyel amaçlar için rafine kuvars kumu, mümkün olduğunca basit bir süreç akışını seçmek, zenginleştirme ve arıtma maliyetini azaltabilir. İnce kumun kalite gereksinimlerini karşılayabilen fırçalama-tortulama-manyetik ayırma sürecinin kullanılması önerilir. Yüksek teknoloji kumu olarak kullanılan yüksek saflık ve ultra yüksek saflıkta kuvars kumu için, kuvars kumunun flotasyon, asit leaching, yüksek sıcaklık (atmosfer) kavurma ve diğer süreçlerle daha fazla arıtılması gereklidir. Yüksek saflık ve ultra yüksek saflıkta kuvars kumu için kalite gereksinimleri genellikle SiO2 içeriğinin %99.99'dan fazla ve Fe2O3 içeriğinin %0.001'den az olmasını gerektirir. Arıtma süreci, yalnızca seçim koşullarını sıkı bir şekilde kontrol etmekle kalmamalı, aynı zamanda ikinci kirlenmeyi önlemek için ilgili arıtma ekipmanları için daha sıkı gereksinimlere sahip olmalıdır.