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Le quartz de haute puret\u00e9 fait r\u00e9f\u00e9rence aux produits de la s\u00e9rie quartz avec une puret\u00e9 SiO2 sup\u00e9rieure \u00e0 99,9%. Il constitue la base mat\u00e9rielle des produits haut de gamme de l'industrie du silicium, largement utilis\u00e9 dans des secteurs tels que le photovolta\u00efque, l'information \u00e9lectronique, la communication optique et les sources \u00e9lectroluminescentes. Elle occupe une position et un r\u00f4le importants dans les industries \u00e9mergentes strat\u00e9giques des nouveaux mat\u00e9riaux et des nouvelles \u00e9nergies.<\/p>\n\n\n\n
Sur la base de la puret\u00e9 du SiO2, il peut \u00eatre class\u00e9 en\u00a0:<\/p>\n\n\n\n
Il peut \u00e9galement \u00eatre class\u00e9 en fonction de la quantit\u00e9 totale d'\u00e9l\u00e9ments d'impuret\u00e9s comme Al, B, Li, K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni, etc., en\u00a0:<\/p>\n\n\n\n
Chaque degr\u00e9 de puret\u00e9 de quartz de haute puret\u00e9 peut \u00eatre divis\u00e9 en vari\u00e9t\u00e9s telles que 40 \u00e0 80 mailles, 80 \u00e0 140 mailles, 80 \u00e0 200 mailles, 80 \u00e0 300 mailles, etc.<\/p>\n\n\n\n
La technologie du quartz de haute puret\u00e9 est un projet d'ing\u00e9nierie syst\u00e9matique qui comprend une technologie de s\u00e9lection des mati\u00e8res premi\u00e8res de quartz de haute puret\u00e9, une technologie de traitement, une technologie d'\u00e9quipement de traitement et une technologie d'inspection de la qualit\u00e9. Ces aspects sont \u00e0 la fois ind\u00e9pendants et interd\u00e9pendants, formant un tout technologique global.<\/p>\n\n\n\n
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Initialement, le quartz de haute puret\u00e9 \u00e9tait trait\u00e9 \u00e0 partir de cristaux naturels de premi\u00e8re et de deuxi\u00e8me qualit\u00e9. Les cristaux naturels se forment g\u00e9n\u00e9ralement dans des environnements de cavit\u00e9s cristallines sous certaines conditions g\u00e9ologiques. La sp\u00e9cificit\u00e9 de leur gen\u00e8se se traduit par deux d\u00e9ficiences inh\u00e9rentes :<\/p>\n\n\n\n
1. Des r\u00e9serves limit\u00e9es et de mauvaises conditions d\u2019exploitation mini\u00e8re qui, apr\u00e8s des ann\u00e9es de d\u00e9veloppement et d\u2019utilisation, conduisent in\u00e9vitablement \u00e0 une p\u00e9nurie de ressources, \u00e0 des prix \u00e9lev\u00e9s et \u00e0 une incapacit\u00e9 \u00e0 r\u00e9pondre aux besoins d\u2019une production industrielle \u00e0 grande \u00e9chelle.<\/p>\n\n\n\n
2. La composition chimique des cristaux min\u00e9raux est instable et influenc\u00e9e par les changements de l'environnement cristallin. Cela entra\u00eene des fluctuations importantes dans la composition chimique des mati\u00e8res premi\u00e8res dans les applications industrielles \u00e0 grande \u00e9chelle, ce qui rend la normalisation des mati\u00e8res premi\u00e8res difficile et incapable de r\u00e9pondre aux besoins de la production de produits \u00e0 base de quartz haut de gamme et de haute puret\u00e9.<\/p>\n\n\n\n
Ainsi, il est n\u00e9cessaire de commencer par d\u2019autres ressources min\u00e9rales de quartz pour r\u00e9soudre fondamentalement le probl\u00e8me des mati\u00e8res premi\u00e8res de quartz de haute puret\u00e9, qui constitue l\u2019approche technique de base aux niveaux national et international.<\/p>\n\n\n\n
Dans les ann\u00e9es 1990, le Japon a trait\u00e9 du quartz transparent de haute puret\u00e9 en utilisant du quartzite \u00e0 grains fins comme mati\u00e8re premi\u00e8re.<\/p>\n\n\n\n
La Russie et l'Allemagne ont trait\u00e9 du quartz de haute puret\u00e9 en utilisant du quartz veineux et du quartzite m\u00e9tamorphique comme mati\u00e8res premi\u00e8res.<\/p>\n\n\n\n
Dans les ann\u00e9es 1980, la soci\u00e9t\u00e9 am\u00e9ricaine PPCC traitait du quartz de haute puret\u00e9 en utilisant le granit de la r\u00e9gion de Foxdale, sur la c\u00f4te nord-ouest de l'Angleterre, comme mati\u00e8re premi\u00e8re pour le verre de quartz d'Europe occidentale. La puret\u00e9 du SiO2 du produit \u00e9tait de 4N, la teneur en Fe < 1 \u00d7 10 ^ -6 et la teneur en autres impuret\u00e9s < 5 \u00d7 10 ^ -6.<\/p>\n\n\n\n
\u00c0 partir des ann\u00e9es 1990, la soci\u00e9t\u00e9 am\u00e9ricaine Unimin a commenc\u00e9 \u00e0 d\u00e9velopper et \u00e0 utiliser efficacement le granite pegmatite de la r\u00e9gion de Spruce Pine, en Caroline du Nord. Elle a d\u00e9velopp\u00e9 des produits de s\u00e9rie de quartz de haute puret\u00e9 tels que IOTA-STD (qualit\u00e9 standard), IOTA-4, IOTA-6 et IOTA-8, monopolisant presque le march\u00e9 international et devenant la norme internationale.<\/p>\n\n\n\n
Il est \u00e9vident qu'outre le cristal naturel, le quartz veineux et le quartz granite parmi les six gen\u00e8ses ci-dessus, les ressources min\u00e9rales de quartz sont des mati\u00e8res premi\u00e8res id\u00e9ales pour le traitement de produits \u00e0 base de quartz de haute puret\u00e9 de milieu de gamme et haut de gamme.<\/p>\n\n\n\n
Tous les quartz veineux et quartz granitiques ne peuvent pas \u00eatre transform\u00e9s en quartz de haute puret\u00e9, compte tenu du niveau actuel de la technologie de transformation. Seuls quelques-uns, m\u00eame exceptionnellement rares, peuvent \u00eatre transform\u00e9s en produits haut de gamme.<\/p>\n\n\n\n
Autrement dit, choisir le quartz veineux ou le quartz granitique n\u2019est que la bonne direction g\u00e9n\u00e9rale\u00a0; cela ne r\u00e9sout pas la question cl\u00e9 de la s\u00e9lection sp\u00e9cifique des mati\u00e8res premi\u00e8res.<\/p>\n\n\n\n
La raison principale est l'existence de divers types de gen\u00e8se subdivis\u00e9s de quartz et de granite filoniens, influenc\u00e9s par les conditions g\u00e9ologiques de formation du minerai. Il existe \u00e9galement des diff\u00e9rences significatives dans les caract\u00e9ristiques de la min\u00e9ralogie, de la p\u00e9trologie et des gisements de quartz veineux et de granite du m\u00eame type de gen\u00e8se.<\/p>\n\n\n\n
Selon certaines informations, la soci\u00e9t\u00e9 am\u00e9ricaine Unimin est tr\u00e8s s\u00e9lective en ce qui concerne les mati\u00e8res premi\u00e8res de quartz de haute puret\u00e9 et a des exigences strictes.<\/p>\n\n\n\n
Crit\u00e8res de s\u00e9lection des mati\u00e8res premi\u00e8res Unimin Quartz\u00a0: L'un est le quartz avec le moins d'impuret\u00e9s dans la structure cristalline, telle que la teneur en aluminium IOTA-STD (14-18) \u00d7 10 ^ -6, la teneur en aluminium IOTA-4 (8-10) \u00d7 10 ^ -6\u00a0; l'autre est du quartz avec moins d'inclusions gaz-liquides, comme le granite et le cristal de pegmatite.<\/p>\n\n\n\n
Il a \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9 que la teneur en impuret\u00e9s de la mati\u00e8re premi\u00e8re ne correspond pas simplement \u00e0 sa qualit\u00e9. Il s'agit plut\u00f4t de la s\u00e9lectivit\u00e9 des impuret\u00e9s d\u00e9termin\u00e9e par les caract\u00e9ristiques min\u00e9ralogiques du proc\u00e9d\u00e9 de la mati\u00e8re premi\u00e8re. Par exemple, malgr\u00e9 la teneur \u00e9lev\u00e9e en impuret\u00e9s des \u00e9chantillons de roches pegmatites de Spruce Pine aux \u00c9tats-Unis, celles-ci sont utilis\u00e9es comme mati\u00e8res premi\u00e8res pour les produits haut de gamme de l'IOTA.<\/p>\n\n\n\n
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Actuellement, les principales technologies de traitement du quartz de haute puret\u00e9 comprennent le classement, le lavage, la lixiviation acide chimique, la flottation (flottation avec ou sans fluor), la s\u00e9paration par gravit\u00e9, la s\u00e9paration magn\u00e9tique, le grillage par chloration et la lixiviation microbienne. Les mati\u00e8res premi\u00e8res utilis\u00e9es comprennent le quartz veineux, le granite pegmatite, le quartzite et le gr\u00e8s quartzeux.<\/p>\n\n\n\n
Le quartz veineux est une veine magmatique-hydrothermale apparent\u00e9e au granite, principalement sous forme de veines irr\u00e9guli\u00e8res. Le quartz veineux est d'un blanc pur avec un \u00e9clat gras et une grande puret\u00e9, avec sa teneur en SiO2 d\u00e9passant 99%. En Chine, les mines de quartz veineux sont principalement situ\u00e9es dans des r\u00e9gions telles que Jiangsu Donghai, Sichuan, Heilongjiang, Hubei, etc. Le comt\u00e9 de Qichun, dans la province du Hubei, poss\u00e8de des r\u00e9serves de pierre de quartz d\u00e9passant 100 millions de tonnes avec une teneur en silicium de plus de 99,981 TP3T, se classant au premier rang dans le classement. pays.<\/p>\n\n\n\n
Le quartzite est form\u00e9 \u00e0 partir de roches siliceuses ou de gr\u00e8s quartzeux par une s\u00e9rie de m\u00e9tamorphoses et de contacts thermiques, avec une teneur en min\u00e9raux de quartz d\u00e9passant g\u00e9n\u00e9ralement 85%. Il est souvent associ\u00e9 \u00e0 des min\u00e9raux de tourmaline, de zircon, de mica, de feldspath et d\u2019argile, avec une duret\u00e9 et une densit\u00e9 sup\u00e9rieures \u00e0 celles du gr\u00e8s quartzeux. Les mines de quartzite sont r\u00e9parties dans le Qinghai, l'Anhui, le Liaoning, le Shaanxi, etc. et constituent l'une des principales sources de mati\u00e8res premi\u00e8res min\u00e9rales siliceuses en Chine.<\/p>\n\n\n\n
Le gr\u00e8s quartzeux est une roche clastique consolid\u00e9e avec une teneur en fragments de quartz sup\u00e9rieure \u00e0 95%. Il est souvent associ\u00e9 aux min\u00e9raux de tourmaline, de rutile, de magn\u00e9tite, de mica, de feldspath et d\u2019argile. En Chine, les mines de gr\u00e8s quartzeux sont r\u00e9parties dans le Sichuan, le Hunan, le Jiangsu, le Zhejiang, le Yunnan, le Shandong, etc. Ce sont les principales mati\u00e8res premi\u00e8res pour le traitement du verre, de la c\u00e9ramique, de la fonderie et d'autres min\u00e9raux et mat\u00e9riaux industriels \u00e0 base de quartz.<\/p>\n\n\n\n
La mati\u00e8re premi\u00e8re du sable de quartz de haute puret\u00e9 de la s\u00e9rie am\u00e9ricaine Unimin TOTA est le granite pegmatite. Cependant, la recherche dans ce domaine pourrait \u00eatre plus intense en Chine, et aucun r\u00e9sultat n'a \u00e9t\u00e9 signal\u00e9 dans le traitement du sable de quartz de haute puret\u00e9 \u00e0 partir du granite pegmatite.<\/p>\n\n\n\n
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Compar\u00e9 \u00e0 l'ing\u00e9nierie g\u00e9n\u00e9rale de traitement des min\u00e9raux, l'\u00e9quipement de traitement du sable de quartz de haute puret\u00e9 pr\u00e9sente les caract\u00e9ristiques suivantes\u00a0:<\/p>\n\n\n\n
La lixiviation acide et le lavage \u00e0 l\u2019eau sont des maillons importants dans la technologie de traitement du sable de quartz de haute puret\u00e9. En raison des exigences de puret\u00e9 extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9es du SiO2 et de la faible teneur en impuret\u00e9s du quartz de haute puret\u00e9, la puret\u00e9 des acides et de l'eau utilis\u00e9s doit r\u00e9pondre aux exigences correspondantes\u00a0; sinon, il est difficile de fabriquer des produits qualifi\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n
La lixiviation acide \u00e0 chaud joue un r\u00f4le cl\u00e9 dans le traitement de purification du quartz de haute puret\u00e9. L'une des propri\u00e9t\u00e9s chimiques importantes du quartz est son excellente r\u00e9sistance aux acides (sauf pour le HF), tandis que les autres impuret\u00e9s m\u00e9talliques pr\u00e9sentes dans le minerai ont g\u00e9n\u00e9ralement une faible r\u00e9sistance aux acides. Cet effet est plus prononc\u00e9 dans certaines conditions de temp\u00e9rature.<\/p>\n\n\n\n
La technologie de lixiviation acide de traitement du quartz de haute puret\u00e9 utilise ce principe pour r\u00e9aliser une purification chimique. Des \u00e9tudes ont montr\u00e9 que l'utilisation de la formule d'acide appropri\u00e9e en fonction des caract\u00e9ristiques des mati\u00e8res premi\u00e8res min\u00e9rales peut mieux \u00e9liminer les min\u00e9raux m\u00e9talliques, les min\u00e9raux contenant du fer, les min\u00e9raux carbonat\u00e9s et le film mince de fer entre les particules de quartz dans les mati\u00e8res premi\u00e8res.<\/p>\n\n\n\n
Si une certaine quantit\u00e9 d'acide HF est ajout\u00e9e \u00e0 la combinaison de formules d'acides, cela a un meilleur effet sur l'\u00e9limination des traces d'impuret\u00e9s de mica et de feldspath dans les mati\u00e8res premi\u00e8res. Par cons\u00e9quent, des r\u00e9actifs fortement corrosifs tels que l\u2019acide chaud et l\u2019acide HF sont souvent utilis\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n
La pratique a prouv\u00e9 que lors du processus de purification du quartz de haute puret\u00e9, tous les mat\u00e9riaux en contact avec les mati\u00e8res premi\u00e8res, tels que les conteneurs, ont un impact significatif sur la qualit\u00e9 des \u00e9chantillons. Un contr\u00f4le strict des normes mat\u00e9rielles dans tous les maillons de traitement du sable de quartz de haute puret\u00e9 est la cl\u00e9 pour garantir la qualit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n
Les caract\u00e9ristiques du quartz SiO2 de haute puret\u00e9 garantissent qu'il ne peut y avoir aucune pollution pendant le processus de production. Cependant, en raison du long flux de traitement et de la technologie complexe du sable de quartz de haute puret\u00e9, il n'est pas facile de sceller compl\u00e8tement le processus de production.<\/p>\n\n\n\n
Pour pr\u00e9venir la pollution par les poussi\u00e8res atmosph\u00e9riques, des exigences strictes doivent \u00eatre impos\u00e9es \u00e0 l\u2019environnement a\u00e9rien pour la production, le conditionnement, le stockage, etc.<\/p>\n\n\n\n
Exigences de s\u00e9curit\u00e9 \u00e9lev\u00e9es\u00a0: La cha\u00eene de production compos\u00e9e de r\u00e9actifs fortement corrosifs, de gaz toxiques (si le grillage par chloration est utilis\u00e9), de temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es, etc., doit avoir des garanties de s\u00e9curit\u00e9 de production plus \u00e9lev\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n
La nature particuli\u00e8re des conditions de traitement ci-dessus d\u00e9termine les exigences \u00e9lev\u00e9es impos\u00e9es aux \u00e9quipements de production de traitement du quartz de haute puret\u00e9. D\u00e9velopper des \u00e9quipements de production s\u00fbrs, respectueux de l\u2019environnement, \u00e9conomes en \u00e9nergie et efficaces est la condition cl\u00e9 pour parvenir \u00e0 l\u2019\u00e9chelle et \u00e0 l\u2019industrialisation.<\/p>\n\n\n\n
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La teneur totale en \u00e9l\u00e9ments d'impuret\u00e9s tels que Al, B, Li, K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni, etc., dans les produits am\u00e9ricains Unimin IOTA-STD est g\u00e9n\u00e9ralement < 20 \u00d7 10^-6, avec une valeur maximale < 22\u00d710^-6. Pour de telles substances de haute puret\u00e9, les m\u00e9thodes d'analyse chimique et la spectroscopie de fluorescence X (XRF) sont difficiles \u00e0 r\u00e9pondre \u00e0 leurs exigences en mati\u00e8re d'inspection qualit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n
Pour la d\u00e9tection d'\u00e9l\u00e9ments m\u00e9talliques, en particulier d'\u00e9l\u00e9ments traces m\u00e9talliques, la spectrom\u00e9trie d'\u00e9mission optique \u00e0 plasma \u00e0 couplage inductif (ICP-OES) pr\u00e9sente le plus d'avantages, avec de bonnes limites de d\u00e9tection, une pr\u00e9cision de d\u00e9tection \u00e9lev\u00e9e, une courte consommation de temps et une sensibilit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e. Actuellement, l\u2019ICP-OES est devenue une m\u00e9thode efficace pour d\u00e9tecter les traces de composants chimiques dans les mat\u00e9riaux de haute puret\u00e9.<\/p>\n\n\n\n
La technologie de d\u00e9tection ICP est un support et un composant important de la technologie du quartz de haute puret\u00e9, qui rev\u00eat une importance pratique et th\u00e9orique pour promouvoir le d\u00e9veloppement de la technologie du quartz de haute puret\u00e9 en Chine.<\/p>\n\n\n\n
Le quartz de haute puret\u00e9 poss\u00e8de des propri\u00e9t\u00e9s physiques et chimiques stables, avec des caract\u00e9ristiques telles qu'une faible teneur en impuret\u00e9s et une dissolution difficile du minerai. Dans le processus de dissolution et de lixiviation d'\u00e9chantillons de d\u00e9tection de quartz de haute puret\u00e9, les facteurs de base impliqu\u00e9s comprennent le poids de l'\u00e9chantillon, la combinaison de r\u00e9actifs, le dosage du r\u00e9actif, la puret\u00e9 du r\u00e9actif, etc.<\/p>\n\n\n\n
Cette technologie comprend la pr\u00e9paration des \u00e9chantillons et la d\u00e9tection des instruments, qui constituent deux parties principales. La technologie cl\u00e9 est la pr\u00e9paration \u00e0 la dissolution et \u00e0 la lixiviation de l\u2019\u00e9chantillon.<\/p>\n\n\n\n
Des exp\u00e9riences ont montr\u00e9 que dans le processus de pr\u00e9paration des \u00e9chantillons, le poids de l'\u00e9chantillon, la combinaison de r\u00e9actifs, le dosage du r\u00e9actif et la puret\u00e9 du r\u00e9actif utilis\u00e9 auront un impact important sur les r\u00e9sultats de d\u00e9tection ICP.<\/p>\n\n\n\n
La quantit\u00e9 de quartz de haute puret\u00e9 utilis\u00e9e \u22652000mg\u00a0; la puret\u00e9 du r\u00e9actif est de haute puret\u00e9 (MOS ou BV-III), la combinaison de r\u00e9actifs est HF+HNO3\u00a0; Le HNO3 concentr\u00e9 est utilis\u00e9 en trois fois, avec une quantit\u00e9 totale \u22655 ml\u00a0; La dose d'HF est de 25 ml.<\/p>\n\n\n\n
Selon les caract\u00e9ristiques de la technologie de traitement et les exigences de puret\u00e9 du sable de quartz de haute puret\u00e9, les tamis en acier ne doivent pas \u00eatre utilis\u00e9s tout au long du processus de pr\u00e9paration des \u00e9chantillons afin d'\u00e9viter toute contamination par le fer.<\/p>\n\n\n\n
De plus, la pr\u00e9paration de la dissolution et de la lixiviation d\u2019\u00e9chantillons de quartz de haute puret\u00e9 dans des conditions de laboratoire ultra-propres contribuera \u00e0 \u00e9viter la pollution par les impuret\u00e9s de l\u2019air et \u00e0 r\u00e9duire les erreurs de d\u00e9tection.<\/p>\n\n\n\n