يُطلق على رمل الكوارتز عالي النقاء أيضًا اسم رمل السيليكا ومسحوق السيليكون ومسحوق ثاني أكسيد السيليكون. يستخدم على نطاق واسع في صناعات مثل أشباه الموصلات والإلكترونيات والألياف الضوئية والإضاءة والطاقة الشمسية. كما أن الطلب المتزايد جعل الناس يتساءلون عن كيفية معالجة خام الكوارتز وتحويله إلى رمل كوارتز عالي النقاء.
أين يتم استخراج الكوارتز عالي النقاء؟
الكوارتز عالي النقاء هو منتج كوارتز ذو درجة نقاء عالية للغاية من SiO 2 ومحتوى منخفض للغاية من الشوائب بعد معالجة وتنقية البلورات والكوارتز الوريدي والكوارتزيت والجرانيت البيجماتيت والخامات الأخرى كمواد خام. تعد رواسب الكوارتز عالية النقاء القابلة للتعدين اقتصاديًا نادرة وموزعة بشكل غير متساو. يتم توزيعه بشكل رئيسي في 7 دول بما في ذلك الولايات المتحدة والنرويج وأستراليا وروسيا وموريتانيا والصين وكندا.
تعد رواسب الصنوبر في الولايات المتحدة الأمريكية ورواسب كيشتيم في روسيا من رواسب الكوارتز الشهيرة.
عملية معالجة رمل الكوارتز عالية النقاء
نحصل على كتل الكوارتز باستخدام الحفرة المفتوحة أو طرق التعدين بالتجريف. لصنع رمل الكوارتز عالي النقاء، يحتاج خام الكوارتز الخام إلى المرور بعمليات معالجة رمل الكوارتز التالية والتي يمكن تقسيمها إلى أربع مراحل: عملية التحضير، عملية ما قبل الإثراء، عملية الإثراء وعملية التنقية العميقة.
- 1. عملية تحضير رمل الكوارتز
- 2. عملية ما قبل إثراء رمل الكوارتز
- 3. عملية إثراء رمل الكوارتز
- 4. عملية التنقية العميقة لرمل الكوارتز
الخطوة 1: سحق النخل
يتم سحق خام الكوارتز المستخرج إلى جزيئات كوارتز 1-20 مم بواسطة كسارة . استخدم فارز الألوان لتحديد الجزيئات ذات التدرج الرمادي الأصغر والنقاء العالي.
الخطوة 2: التكليس وتبريد المياه
يتم إرسال جزيئات الكوارتز أولاً إلى معدات التكليس للتكليس بدرجة حرارة عالية، ثم يتم إرسالها إلى الماء البارد للتبريد السريع. لا يمكن للتبريد المائي بالتكليس أن يزيل الفقاعات وخطوط الماء داخل الجزيئات فحسب، بل يكشف أيضًا عن الشوائب الموجودة بين حدود الحبوب على السطح الخارجي لجزيئات الكوارتز.
الخطوة 3: الطحن أو التكسير الدقيق
قم بتغذية معادن رمل الكوارتز المتشققة في مطحنة القضيب أو الكسارة الدقيقة ذات الأسطوانة المزدوجة لمزيد من فصل معادن الكوارتز والشوائب.
الخطوة 1: الغسيل وإزالة الترسبات
استخدم المصنف الحلزوني ، وغربلة الطبلة ، والسيكلون المائي، وقادوس إزالة الطين، والمصنف الهيدروليكي لغسل وإزالة خام الكوارتز الخام. هذا يزيل معادن الطين بشكل فعال.
الخطوة 2: الفرك
بمساعدة القوة الميكانيكية وقوة التقشير الكاشطة بين حبيبات الرمل، يمكن إزالة الشوائب الحديدية الرقيقة والشوائب الموحلة واللزجة الموجودة على سطح رمل الكوارتز ويمكن تكسير جزيئات الكوارتز بشكل أكبر. أضف العوامل المناسبة إلى آلة الغسل لتحسين كفاءة إزالة الشوائب.
الطريقة الأولى: فصل الجاذبية
نظرًا للاختلاف في الكثافة بين جزيئات خام الكوارتز وجزيئات الشوائب المعدنية، فإن معدات الفصل بالجاذبية مثل المزالق الحلزونية وطاولات الاهتزاز تُستخدم بشكل شائع لفصل جزيئات خام الكوارتز. الفصل بالجاذبية له تأثير معين في إزالة الشوائب، ولكن من الصعب تلبية متطلبات الإنتاج، لذلك يستخدم في الغالب للفصل الخام.
الطريقة الثانية: الفصل المغناطيسي
يمكن للفصل المغناطيسي إزالة الشوائب المحتوية على الحديد بشكل فعال في جزيئات الكوارتز. الهيماتيت والليمونيت والبيوتيت والمعادن الأخرى الموجودة في جزيئات الكوارتز لها خصائص مغناطيسية ضعيفة، لذلك يمكن استخدام فاصل مغناطيسي قوي. بالنسبة للمعادن المغناطيسية القوية مثل الماجنتيت، يمكن استخدام فاصل مغناطيسي ضعيف أو فاصل مغناطيسي متوسط.
الطريقة الثالثة: التعويم
يمكن للتعويم أن يزيل بشكل فعال شوائب الحديد الموجودة في معادن الحديد والبيوتيت والعقيق والجزيئات المعدنية الأخرى، بالإضافة إلى شوائب الألومنيوم الموجودة في الفلسبار. وفقًا للكواشف المختلفة المستخدمة، يمكن تقسيمها إلى التعويم بالفلور والتعويم بدون الفلور، والأخير يستخدم على نطاق أوسع. تشتمل معدات التعويم المستخدمة بشكل شائع على آلات التعويم بالتحريك الميكانيكي (مثل نوع SF، ونوع JJF، ونوع BF) وخلايا التعويم من نوع التحريض القابلة للنفخ (نوع KYF، ونوع XCF)، وما إلى ذلك.
الطريقة الأولى: المعالجة بالكلور بدرجة حرارة عالية
تعرض درجات الحرارة المرتفعة الشوائب الموجودة داخل شبكة كريستال الكوارتز إلى سطحها. تخضع شوائب أكسيد المعدن لتفاعل الكلورة مع عامل الكلورة الوارد في بيئة ذات درجة حرارة عالية، وبالتالي توليد كلوريد المعدن الغازي والتطاير. يمكن للكلور إزالة الشوائب بشكل فعال في الشبكة البلورية.
يمكن تقسيم أنواع عوامل الكلورة إلى عوامل كلورة صلبة وعوامل كلورة غازية، عوامل الكلورة الصلبة بشكل عام هي NaCl، CaCl 2 ، NH 4 Cl، عوامل الكلورة الغازية بشكل عام هي Cl 2 ، HCl.
الطريقة الثانية: الترشيح الحمضي
يستخدم الترشيح الحمضي الخصائص التي تجعل الكوارتز غير قابل للذوبان في الحمض (باستثناء HF) ومعادن الشوائب الأخرى لتنقية رمل الكوارتز. يكون للحمض المخفف تأثير أفضل على إزالة Al وFe، ويتم استخدام المزيد من حمض الكبريتيك المركز الحمضي، والماء الملكي، وحمض الهيدروفلوريك لإزالة Cr وTi. في الممارسة العملية، يكون تأثير تنقية ترشيح الحمض مع الحمض المختلط أفضل.
6 عمليات معالجة رمل الكوارتز
ومن الناحية العملية، فإننا عادةً ما نجمع بين هذه الطرق لتنقية رمل الكوارتز. إن عمليات معالجة رمل الكوارتز الست التالية (المعروفة أيضًا بطرق إثراء رمل الكوارتز) متاحة كمرجع.
1. التفتت والتصنيف والفصل المغناطيسي (عملية تنقية رمل الكوارتز لشركة في آنهوي)
الخام الخام: الكوارتزيت من فنغيانغ، آنهوي، بمحتوى SiO 2 بنسبة 99.01% ومحتوى Fe 2 O 3 بنسبة 0.118%؛
تركيز رمل الكوارتز: محتوى Fe 2 O 3 في المركز هو 0.02٪.
الصورة 1 عملية تنقية رمل الكوارتز لشركة في آنهوي
2. التفتيت والتصنيف والفصل المغناطيسي والتعويم (عملية تنقية رمل الكوارتز لشركة في فنغيانغ، آنهوي)
الخام الخام: رمل الكوارتز في آنهوي، محتواه SiO 2 هو 99.1%-99.3%، ومحتوى Fe 2 O 3 هو 150-200PPM؛
تركيز رمل الكوارتز: محتوى SiO 2 في المركز هو 99.62%، ومحتوى Fe 2 O 3 هو 0.0062%.
الصورة 2 عملية تنقية رمل الكوارتز لشركة في فنغيانغ بمقاطعة آنهوي
3. التحميص، وتبريد الماء، والترشيح الحمضي، والتعويم (عملية تنقية رمل الكوارتز لشركة في دونغهاي، جيانغسو)
الخام الخام: الكوارتز الوريدي بمحتوى الحديد 765.3 ملجم/كجم.
تركيز رمل الكوارتز: محتوى الحديد في المركز هو 0.35 ملجم/كجم.
الصورة 3 عملية إثراء رمل الكوارتز لشركة في دونغهاي، جيانغسو
4. الغسل، والتصنيف، والطحن، والفصل المغناطيسي، والتعويم العكسي (عملية تنقية خام رمل الكوارتز المرتبط بالكاولين في المختبر)
الخام الخام: الحجر الرملي الكوارتزي المرتبط بالكاولين في بحر الشمال، محتوى SiO 2 98.32%، محتوى Fe 2 O 3 1044.29 ميكروجرام/جرام؛
مركز رمل الكوارتز: محتوى SiO 2 هو 99.89%، ومحتوى Fe 2 O 3 هو 74μg/g.
الصورة 4: عملية تنقية الحجر الرملي الكوارتزي المرتبط بالكاولين في المختبر
5. التحميص، تبريد الماء، الفصل المغناطيسي، التعويم، الترشيح الحمضي (عملية تنقية الحجر الرملي الكوارتز في المختبر)
الخام الخام: حجر رملي كوارتز بمحتوى SiO 2 99.02%، محتوى Fe 2 O 3 178.2 ميكروجرام/جرام؛
مركز رمل الكوارتز: محتوى SiO 2 هو 99.99%، ومحتوى Fe2O3 هو 5.0μg/g.
الصورة 5 عملية تنقية الحجر الرملي الكوارتز في المختبر
6. التفتيت فائق الدقة، والتصنيف، والتعويم، وترشيح الحمض بمساعدة الميكروويف (عملية تنقية الكوارتز الوريدي في المختبر)
الخام الخام: صخور الكوارتز الوريدية من شانجراو، جيانغشي، بمحتوى SiO 2 بنسبة 99.58% ومحتوى Fe 2 O 3 بنسبة 0.03%؛
مركز رمل الكوارتز: يحتوي رمل الكوارتز عالي النقاء (الصف الإلكتروني) على 99.98% SiO 2 و0.0003% Fe 2 O 3 ؛ يحتوي رمل الكوارتز عالي النقاء (درجة الحشو) على 99.63% SiO2 و0.0018% Fe.
الصورة 6 عملية تنقية الكوارتز الوريدي في المختبر
خاتمة
يعتبر رمل الكوارتز عالي النقاء (HPQ) أحد المواد الرئيسية في مجال صناعة السيليكا والسيليكون.
يتم إنتاجه عن طريق الكريستال، والحجر الرملي الكوارتز، والكوارتز الوريدي، والكوارتز المسحوق، وكوارتز الجرانيت من خلال المعالجة وإنشاء طرق للسحق، والطحن، والتصنيف، والفرز، والغسيل الكيميائي، وترشيح الإثراء، والمعالجة الحرارية، وما إلى ذلك.
