Кристалічний кварц

2025-03-27

Кристал раніше був основною сировиною для виробництва високочистого кварцу. З виснаженням природних ресурсів кристалів та зростаючим попитом на високочистий кварцовий пісок, технологія виробництва високочистого кварцового піску з кварцової руди замість кристалів стає все більш важливою.

Згідно з різними металогенними та фізико-хімічними властивостями, кварцові мінерали можна поділити на магматичний, метаморфний, гідротермальний та осадовий типи. Серед них кварцові зерна в гранітному пегматиті та жиловому кварці мають грубий розмір зерна, що полегшує їх дисоціацію з мономерів. Вони є ідеальними сировинами для заміни природних кристалів при обробці високочистих кварцових середньо- та висококласних продуктів, особливо гранітного пегматиту. Хоча його вміст кварцу становить лише близько 30%, кварцове зерно є надзвичайно грубим (d>5мм), повністю дисоційованим від пустої породи після подрібнення, а вміст одиничних кварцових домішок є незначним.

Доведені кварцові мінерали в Китаї включають 2,31 мільярда тонн кварциту, 1,55 мільярда тонн кварцового піску та 0,50 мільйона тонн кварцу. Не було знайдено великих родовищ гранітного пегматиту з промисловою цінністю. Через характерні особливості кварцових ресурсів у Китаї визначено, що підготовка високочистого кварцу з кварцових сировин поганої якості, таких як жиловий кварц і кварцит, є основним напрямком майбутніх досліджень.

Аналіз домішок кварцу

Природні домішки кварцу можна поділити на три категорії відповідно до розміру, розподілу та існування супутніх домішок: домішки мінералів пустої породи, домішки включень та домішки кристалічної структури. Загальні супутні мінеральні домішки - це польовий шпат, слюда, рутил, кальцит, флюорит, гематит, пірит та глиняні мінерали. Основні домішкові елементи - це Al, Fe, Ca, Mg, Li, Na, K, Ti, B, H.

Серед них Al і Fe є найшкідливішими домішками в кварці, які можуть існувати не лише у вигляді супутніх мінералів-домішок, але й легко замінювати Si4+ в решітці кварцу, утворюючи нові тетраедри оксиду алюмінію та тетраедри фериту. Домішки, що компенсують заряд, такі як K+, Na+, Li+ і H+, вводяться через дефекти заряду в решітці. Домішки Al і Fe відносно легко виявити.

Асоційовані мінерали пустої породи можна ефективно видалити за допомогою традиційних фізичних і хімічних методів збагачення, а структура включень може бути зруйнована шляхом високотемпературного кальцинування. Після повторного посилення кислотного і лужного вилуговування вміст домішок можна значно зменшити. Однак домішки в решітці кварцу важко видалити, і домішки в решітці часто стають остаточним вузьким місцем, яке важко подолати при обробці кварцового піску високої чистоти.

Обробка процедури

Процес обробки кварцу високої чистоти стосується процесу видалення супутніх пустих порід, включень і домішок кристалічної структури з оригінальної кварцової руди, зазвичай включаючи кальцинацію, водяне охолодження, подрібнення, градацію, водяне знепилювання, очищення, електричне розділення, магнітний відбір, флотацію, кислотне вилуговування, лужне вилуговування, обробку при високій температурі (в атмосфері) та інші процеси.

Кварцовий пісок високої чистоти - це кварцовий пісок з вмістом домішок 0,0008%~0,005% та вмістом SiO2 99,995%~99,999%. Його виробляють лише кілька розвинених країн. У Китаї лише компанії Pacific Quartz, Kaida Quartz тощо. Підприємств не так багато, і вони виробляються з кристалів як сировини. Через технічну блокаду звіти про технології та деталі процесу виробників кварцу високої чистоти, особливо пов'язаних іноземних компаній, дуже рідкісні. В принципі, кварц високої чистоти виробляється шляхом обробки жилового кварцу та пегматитового граніту через комбінований процес кальцинації-водяного охолодження-подрібнення-класифікації-очищення-гравітаційного розділення-магнітного розділення-флотації-хлорування-обробки кислотами. На даний момент кварцовий пісок високої чистоти, який можуть виробляти вітчизняні підприємства, в основному є кварцовим піском середньої та низької якості з вмістом домішок 0,03%~0,005% та вмістом SiO2 99,97%~99,995%.

Для очищеного кварцового піску для загальних промислових цілей вибір відносно простого технологічного процесу якомога більше може знизити витрати на збагачення та очищення. Рекомендується використовувати процес очищення-знепилювання-магнітного розділення, який може відповідати вимогам якості дрібного піску. Для кварцового піску високої чистоти та ультрависокої чистоти, який використовується як високотехнологічний пісок, необхідно додатково очистити кварцовий пісок шляхом флотації, кислотного вилуговування, обробки при високій температурі (в атмосфері) та інших процесів. Вимоги до якості кварцового піску високої чистоти та ультрависокої чистоти зазвичай полягають у тому, що вміст SiO2 перевищує 99,99%, а вміст Fe2O3 менше 0,001%. Процес очищення повинен не лише строго контролювати умови відбору, але й мати більш суворі вимоги до відповідного очищувального обладнання, щоб запобігти вторинному забрудненню.