<\/p>\n\n\n\t\t\t\t
<\/p>\n\n\n\n
Cuar\u021bul de \u00eenalt\u0103 puritate se refer\u0103 la produsele din seria de cuar\u021b cu o puritate SiO2 mai mare de 99,9%. Este baza material\u0103 a produselor de ultim\u0103 genera\u021bie din industria siliciului, utilizat\u0103 pe scar\u0103 larg\u0103 \u00een industrii precum fotovoltaica, informa\u021bii electronice, comunica\u021bii optice \u0219i surse electroluminiscente. Acesta de\u021bine o pozi\u021bie \u0219i un rol important \u00een industriile emergente strategice ale materialelor noi \u0219i energiei noi.<\/p>\n\n\n\n
Pe baza purit\u0103\u021bii SiO2, acesta poate fi clasificat \u00een:<\/p>\n\n\n\n
De asemenea, poate fi clasificat pe baza cantit\u0103\u021bii totale de elemente de impurit\u0103\u021bi precum Al, B, Li, K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni etc., \u00een:<\/p>\n\n\n\n
Fiecare grad de puritate al cuar\u021bului de \u00eenalt\u0103 puritate poate fi \u00eemp\u0103r\u021bit \u00een soiuri, cum ar fi 40-80 ochiuri, 80-140 ochiuri, 80-200 ochiuri, 80-300 ochiuri \u0219i a\u0219a mai departe.<\/p>\n\n\n\n
Tehnologia cuar\u021bului de \u00eenalt\u0103 puritate este un proiect de inginerie sistematic care include tehnologia de selec\u021bie a materiei prime de cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate, tehnologia de procesare, tehnologia echipamentelor de procesare \u0219i tehnologia de inspec\u021bie a calit\u0103\u021bii. Aceste aspecte sunt at\u00e2t independente, c\u00e2t \u0219i interdependente, form\u00e2nd un \u00eentreg tehnologic cuprinz\u0103tor.<\/p>\n\n\n\n
<\/p>\n\n\n\n
Ini\u021bial, cuar\u021bul de \u00eenalt\u0103 puritate a fost prelucrat din cristale naturale de gradul \u00eent\u00e2i \u0219i al doilea. Cristalele naturale se formeaz\u0103 de obicei \u00een medii cu cavit\u0103\u021bi de cristal \u00een anumite condi\u021bii geologice. Specificul genezei lor are ca rezultat dou\u0103 deficien\u021be inerente:<\/p>\n\n\n\n
1. Rezerve mici \u0219i condi\u021bii miniere precare, care, dup\u0103 ani de dezvoltare \u0219i utilizare, duc inevitabil la deficitul de resurse, pre\u021buri mari \u0219i incapacitatea de a satisface nevoile produc\u021biei industriale pe scar\u0103 larg\u0103.<\/p>\n\n\n\n
2. Compozi\u021bia chimic\u0103 a cristalelor minerale este instabil\u0103 \u0219i influen\u021bat\u0103 de modific\u0103rile mediului cristalin. Acest lucru duce la fluctua\u021bii semnificative ale compozi\u021biei chimice a materiilor prime \u00een aplica\u021biile industriale pe scar\u0103 larg\u0103, ceea ce face ca standardizarea materiilor prime s\u0103 fie dificil\u0103 \u0219i incapabil\u0103 de a satisface nevoile produc\u021biei de produse din cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate.<\/p>\n\n\n\n
Astfel, este necesar s\u0103 \u00eencepem cu alte resurse minerale de cuar\u021b pentru a rezolva \u00een mod fundamental problema materiilor prime de cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate, care este abordarea tehnic\u0103 de baz\u0103 pe plan intern \u0219i interna\u021bional.<\/p>\n\n\n\n
\u00cen anii 1990, Japonia a procesat cuar\u021b transparent de \u00eenalt\u0103 puritate folosind cuar\u021bit cu granula\u021bie fin\u0103 ca materie prim\u0103.<\/p>\n\n\n\n
Rusia \u0219i Germania au prelucrat cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate folosind cuar\u021b filonat \u0219i cuar\u021bit metamorfic ca materii prime.<\/p>\n\n\n\n
\u00cen anii 1980, compania american\u0103 PPCC a prelucrat cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate folosind granit din zona Foxdale de pe coasta de nord-vest a Angliei ca materie prim\u0103 pentru sticla de cuar\u021b din Europa de Vest. Puritatea SiO2 a produsului a fost de 4N, con\u021binutul de Fe < 1 \u00d7 10^-6 \u0219i con\u021binutul de alte impurit\u0103\u021bi < 5 \u00d7 10^-6.<\/p>\n\n\n\n
\u00cencep\u00e2nd cu anii 1990, compania american\u0103 Unimin a \u00eenceput s\u0103 dezvolte \u0219i s\u0103 utilizeze eficient granitul pegmatit din zona Spruce Pine din Carolina de Nord. A dezvoltat produse din seria de cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate, cum ar fi IOTA-STD (grad standard), IOTA-4, IOTA-6 \u0219i IOTA-8, monopol\u00e2nd aproape pia\u021ba interna\u021bional\u0103 \u0219i devenind standardul interna\u021bional.<\/p>\n\n\n\n
Este evident c\u0103, \u00een afar\u0103 de cristalul natural, cuar\u021bul filonat \u0219i cuar\u021bul de granit dintre cele \u0219ase geneze de mai sus, resursele minerale de cuar\u021b sunt materii prime ideale pentru prelucrarea produselor de cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate de gam\u0103 medie \u0219i \u00eenalt\u0103.<\/p>\n\n\n\n
Nu toate filele de cuar\u021b \u0219i granit pot fi prelucrate \u00een cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate, av\u00e2nd \u00een vedere nivelul actual de tehnologie de procesare. Doar c\u00e2teva, chiar \u0219i excep\u021bional de rare, pot fi transformate \u00een produse de ultim\u0103 genera\u021bie.<\/p>\n\n\n\n
Adic\u0103, alegerea cuar\u021bului filonat sau a cuar\u021bului granit este doar direc\u021bia general\u0103 corect\u0103; nu rezolv\u0103 problema cheie a selec\u021biei specifice de materie prim\u0103.<\/p>\n\n\n\n
Motivul principal este existen\u021ba diferitelor tipuri de geneze subdivizate de cuar\u021b \u0219i granit, influen\u021bate de condi\u021biile geologice de formare a minereului. Exist\u0103, de asemenea, diferen\u021be semnificative \u00een mineralogie, petrolologie \u0219i caracteristicile depozitelor de minereu ale cuar\u021bului filonat \u0219i granitului de acela\u0219i tip de genez\u0103.<\/p>\n\n\n\n
Potrivit rapoartelor, compania american\u0103 Unimin este foarte selectiv\u0103 cu privire la materiile prime de cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate \u0219i are cerin\u021be stricte.<\/p>\n\n\n\n
Criterii de selec\u021bie a materiei prime de cuar\u021b Unimin: unul este cuar\u021bul cu cele mai pu\u021bine impurit\u0103\u021bi \u00een structura cristalin\u0103, cum ar fi con\u021binutul de aluminiu IOTA-STD (14-18)\u00d710^-6, con\u021binutul de aluminiu IOTA-4 (8-10)\u00d710^ -6; cel\u0103lalt este cuar\u021bul cu mai pu\u021bine incluziuni gaz-lichid, cum ar fi granitul \u0219i cristalul pegmatit.<\/p>\n\n\n\n
S-a demonstrat c\u0103 con\u021binutul de elemente de impurit\u0103\u021bi din materia prim\u0103 nu corespunde pur \u0219i simplu calit\u0103\u021bii acesteia. \u00cen schimb, se refer\u0103 la selectivitatea impurit\u0103\u021bilor determinat\u0103 de caracteristicile mineralogice ale procesului materiei prime. De exemplu, \u00een ciuda con\u021binutului ridicat de elemente de impurit\u0103\u021bi din probele de roc\u0103 pegmatit\u0103 din molid pin din Statele Unite, acestea sunt utilizate ca materii prime pentru produsele de ultim\u0103 genera\u021bie ale IOTA.<\/p>\n\n\n\n
<\/p>\n\n\n\n
\u00cen prezent, principalele tehnologii de procesare pentru cuar\u021bul de \u00eenalt\u0103 puritate includ gradarea, sp\u0103larea, le\u0219ierea cu acid chimic, flotarea (at\u00e2t flota\u021bia care con\u021bine fluor, c\u00e2t \u0219i cea f\u0103r\u0103 fluor), separarea gravita\u021bional\u0103, separarea magnetic\u0103, pr\u0103jirea prin clorinare \u0219i le\u0219ierea microbian\u0103. Materiile prime utilizate includ cuar\u021bul filonat, granitul pegmatit, cuar\u021bitul \u0219i gresia de cuar\u021b.<\/p>\n\n\n\n
Cuar\u021bul venos este o fil\u0103 magmatic-hidrotermal\u0103 \u00eenrudit\u0103 cu granitul, mai ales \u00een forme neregulate de vene. Cuar\u021bul \u00een vena este alb pur, cu un luciu gras \u0219i puritate ridicat\u0103, cu con\u021binutul s\u0103u de SiO2 care dep\u0103\u0219e\u0219te 99%. \u00cen China, minele de cuar\u021b sunt situate \u00een principal \u00een zone precum Jiangsu Donghai, Sichuan, Heilongjiang, Hubei etc. Jude\u021bul Qichun din provincia Hubei are rezerve de piatr\u0103 de cuar\u021b care dep\u0103\u0219esc 100 de milioane de tone cu un con\u021binut de siliciu de peste 99,981 TP3T, ocup\u00e2nd primul loc \u00een \u021bar\u0103.<\/p>\n\n\n\n
Cuar\u021bitul se formeaz\u0103 din roci silicioase sau gresii de cuar\u021b printr-o serie de metamorfoze \u0219i contact termic, cu con\u021binut de mineral de cuar\u021b dep\u0103\u0219ind \u00een general 85%. Este adesea asociat cu turmalina, zirconul, mica, feldspatul \u0219i mineralele argiloase, cu duritate \u0219i densitate mai mari dec\u00e2t cea a gresiei cuar\u021bului. Minele de cuar\u021bit sunt distribuite \u00een Qinghai, Anhui, Liaoning, Shaanxi etc. \u0219i sunt una dintre principalele surse de materii prime minerale silicioase din China.<\/p>\n\n\n\n
Gresia de cuar\u021b este o roc\u0103 clastic\u0103 consolidat\u0103 cu un con\u021binut de fragmente de cuar\u021b de peste 95%. Este adesea asociat cu turmalina, rutil, magnetit, mica, feldspat si minerale argiloase. \u00cen China, minele de gresie de cuar\u021b sunt distribuite \u00een Sichuan, Hunan, Jiangsu, Zhejiang, Yunnan, Shandong etc. Sunt principalele materii prime pentru prelucrarea sticlei, ceramicii, turn\u0103rii \u0219i a altor minerale \u0219i materiale industriale de cuar\u021b.<\/p>\n\n\n\n
Materia prim\u0103 pentru nisipul de cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate din seria American Unimin TOTA este granitul pegmatit. Cu toate acestea, cercet\u0103rile \u00een acest domeniu ar putea fi mai puternice \u00een China \u0219i nu s-au \u00eenregistrat realiz\u0103ri raportate \u00een prelucrarea nisipului de cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate din granit pegmatit.<\/p>\n\n\n\n
<\/p>\n\n\n\n
\u00cen compara\u021bie cu ingineria general\u0103 de prelucrare a mineralelor, echipamentele de prelucrare a nisipului de cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate au urm\u0103toarele caracteristici:<\/p>\n\n\n\n
Le\u0219ierea cu acid \u0219i sp\u0103larea cu ap\u0103 sunt verigi importante \u00een tehnologia de prelucrare a nisipului de cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate. Datorit\u0103 cerin\u021belor extrem de ridicate de puritate SiO2 \u0219i con\u021binutului sc\u0103zut de elemente de impurit\u0103\u021bi \u00een cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate, puritatea acizilor \u0219i a apei utilizate trebuie s\u0103 \u00eendeplineasc\u0103 cerin\u021bele corespunz\u0103toare; \u00een caz contrar, este dificil s\u0103 produci produse calificate.<\/p>\n\n\n\n
Le\u0219ierea cu acid fierbinte joac\u0103 un rol cheie \u00een procesarea de purificare a cuar\u021bului de \u00eenalt\u0103 puritate. Una dintre propriet\u0103\u021bile chimice importante ale cuar\u021bului este rezisten\u021ba excelent\u0103 la acid (cu excep\u021bia HF), \u00een timp ce alte componente ale impurit\u0103\u021bilor metalice din minereu au \u00een general o rezisten\u021b\u0103 slab\u0103 la acid. Acest efect este mai pronun\u021bat \u00een anumite condi\u021bii de temperatur\u0103.<\/p>\n\n\n\n
Tehnologia de scurgere cu acid de procesare a cuar\u021bului de \u00eenalt\u0103 puritate utilizeaz\u0103 acest principiu pentru a realiza purificarea chimic\u0103. Studiile au ar\u0103tat c\u0103 utilizarea formulei acide adecvate, \u00een func\u021bie de caracteristicile materiilor prime minerale, poate elimina mai bine mineralele metalice, mineralele care con\u021bin fier, mineralele carbonatate \u0219i fierul din pelicul\u0103 sub\u021bire dintre particulele de cuar\u021b din materiile prime.<\/p>\n\n\n\n
Dac\u0103 se adaug\u0103 o anumit\u0103 cantitate de acid HF la combina\u021bia cu formula acid\u0103, aceasta are un efect mai bun asupra elimin\u0103rii impurit\u0103\u021bilor urmelor de mica \u0219i feldspat din materiile prime. Prin urmare, sunt adesea utiliza\u021bi reactivi corozivi puternici, cum ar fi acidul fierbinte \u0219i acidul HF.<\/p>\n\n\n\n
Practica a dovedit c\u0103 \u00een procesarea de purificare a cuar\u021bului de \u00eenalt\u0103 puritate, orice materiale \u00een contact cu materiile prime, cum ar fi recipientele, au un impact semnificativ asupra calit\u0103\u021bii probelor. Controlul strict al standardelor materialelor \u00een toate verigile de prelucrare a nisipului cuar\u021bos de \u00eenalt\u0103 puritate este cheia asigur\u0103rii calit\u0103\u021bii.<\/p>\n\n\n\n
Caracteristicile purit\u0103\u021bii SiO2 ale cuar\u021bului de \u00eenalt\u0103 puritate asigur\u0103 c\u0103 nu poate exista nicio poluare \u00een timpul procesului de produc\u021bie. Cu toate acestea, datorit\u0103 fluxului lung de procesare \u0219i tehnologiei complexe a nisipului de cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate, nu este u\u0219or s\u0103 sigila\u021bi complet procesul de produc\u021bie.<\/p>\n\n\n\n
Pentru a preveni poluarea aerului cu praf, trebuie impuse cerin\u021be stricte asupra mediului aerului pentru produc\u021bie, ambalare, depozitare etc.<\/p>\n\n\n\n
Cerin\u021be ridicate de siguran\u021b\u0103: Linia de produc\u021bie compus\u0103 din reactivi corozivi puternici, gaze toxice (dac\u0103 se utilizeaz\u0103 pr\u0103jirea cu clorinare), temperaturi ridicate etc., trebuie s\u0103 aib\u0103 garan\u021bii mai mari de siguran\u021b\u0103 a produc\u021biei.<\/p>\n\n\n\n
Natura special\u0103 a condi\u021biilor de proces de mai sus determin\u0103 cerin\u021bele ridicate pentru echipamentele de produc\u021bie de procesare a cuar\u021bului de \u00eenalt\u0103 puritate. Dezvoltarea de echipamente de produc\u021bie sigure, ecologice, care economisesc energie \u0219i eficiente este condi\u021bia cheie pentru realizarea amplorii \u0219i industrializ\u0103rii.<\/p>\n\n\n\n
<\/p>\n\n\n\n
Con\u021binutul total de elemente de impurit\u0103\u021bi precum Al, B, Li, K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni etc., \u00een produsele americane Unimin IOTA-STD este de obicei < 20 \u00d7 10^-6, cu o valoare maxim\u0103 < 22\u00d710^-6. Pentru astfel de substan\u021be de \u00eenalt\u0103 puritate, metodele de analiz\u0103 chimic\u0103 \u0219i spectroscopia de fluorescen\u021b\u0103 cu raze X (XRF) sunt dificil de \u00eendeplinit cerin\u021bele lor de inspec\u021bie de calitate.<\/p>\n\n\n\n
Pentru detectarea elementelor metalice, \u00een special a elementelor metalice \u00een urm\u0103, spectrometria de emisie optic\u0103 cu plasm\u0103 cuplat\u0103 inductiv (ICP-OES) are cele mai multe avantaje, cu limite bune de detec\u021bie, precizie mare de detec\u021bie, consum de timp scurt \u0219i sensibilitate ridicat\u0103. \u00cen prezent, ICP-OES a devenit o metod\u0103 eficient\u0103 pentru detectarea urmelor de componente chimice ale materialelor de \u00eenalt\u0103 puritate.<\/p>\n\n\n\n
Tehnologia de detectare ICP este un suport important \u0219i o component\u0103 a tehnologiei cuar\u021bului de \u00eenalt\u0103 puritate, care are o semnifica\u021bie practic\u0103 \u0219i teoretic\u0103 pentru promovarea dezvolt\u0103rii tehnologiei de cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate a Chinei.<\/p>\n\n\n\n
Cuar\u021bul de \u00eenalt\u0103 puritate are propriet\u0103\u021bi fizice \u0219i chimice stabile, cu caracteristici precum con\u021binut sc\u0103zut de impurit\u0103\u021bi \u0219i dizolvare dificil\u0103 a minereului. \u00cen procesul de dizolvare \u0219i le\u0219iere a probelor de detectie de cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate, factorii de baz\u0103 implica\u021bi includ greutatea probei, combina\u021bia de reactiv, doza de reactiv, puritatea reactivului etc.<\/p>\n\n\n\n
Aceast\u0103 tehnologie include preg\u0103tirea probelor \u0219i detectarea instrumentelor, care sunt dou\u0103 p\u0103r\u021bi majore. Tehnologia cheie este dizolvarea probei \u0219i prepararea prin le\u0219iere.<\/p>\n\n\n\n
Experimentele au ar\u0103tat c\u0103, \u00een procesul de preparare a probei, greutatea probei, combina\u021bia de reactiv, doza de reactiv \u0219i puritatea reactivului utilizat vor avea un impact important asupra rezultatelor detect\u0103rii ICP.<\/p>\n\n\n\n
Cantitatea de cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate utilizat\u0103 \u22652000mg; puritatea reactivului este un grad de puritate ridicat\u0103 (MOS sau BV-III), combina\u021bia de reactiv este HF+HNO3; HNO3 concentrat este utilizat de trei ori, cu o cantitate total\u0103 \u22655mL; Doza de HF este de 25 ml.<\/p>\n\n\n\n
\u00cen conformitate cu caracteristicile tehnologiei de prelucrare \u0219i cerin\u021bele de puritate ale nisipului de cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate, sitele de o\u021bel nu trebuie utilizate pe parcursul \u00eentregului proces de preg\u0103tire a probei pentru a evita contaminarea cu fier.<\/p>\n\n\n\n
\u00cen plus, dizolvarea probelor de cuar\u021b de \u00eenalt\u0103 puritate \u0219i preg\u0103tirea prin le\u0219iere \u00een condi\u021bii de laborator ultra-curate va ajuta la evitarea polu\u0103rii cu impurit\u0103\u021bi ale aerului \u0219i la reducerea erorilor de detectare.<\/p>\n\n\n\n