La arena de cuarzo de alta pureza también se llama arena de sílice, polvo de silicio y polvo de dióxido de silicio. Se utiliza ampliamente en industrias como la de semiconductores, electrónica, fibras ópticas, iluminación y energía solar. La creciente demanda también ha hecho que la gente se pregunte cómo procesar el mineral de cuarzo para convertirlo en arena de cuarzo de alta pureza.
¿Dónde se extrae el cuarzo de alta pureza?
El cuarzo de alta pureza es un producto de cuarzo con una pureza extremadamente alta de SiO 2 y un contenido extremadamente bajo de impurezas después del procesamiento y purificación de cristal, cuarzo veteado, cuarcita, pegmatita de granito y otros minerales como materias primas. Los depósitos de cuarzo de alta pureza económicamente explotables son raros y están distribuidos de manera desigual. Se distribuye principalmente en 7 países, incluidos Estados Unidos, Noruega, Australia, Rusia, Mauritania, China y Canadá.
Los yacimientos de cuarzo más famosos son el yacimiento Spruce Pine en EE.UU. y el yacimiento Kyshtym en Rusia.
Proceso de procesamiento de arena de cuarzo de alta pureza.
Los trozos de cuarzo se obtienen mediante métodos de minería a cielo abierto o dragado. Para producir arena de cuarzo de alta pureza, el mineral de cuarzo en bruto debe pasar por los siguientes procesos de procesamiento de arena de cuarzo que se pueden dividir en cuatro etapas: proceso de preparación, proceso de prebeneficio, proceso de beneficio y proceso de purificación profunda.
- 1. Proceso de preparación de arena de cuarzo.
- 2. Proceso de prebeneficio de arena de cuarzo
- 3. Proceso de beneficio de arena de cuarzo
- 4. Proceso de purificación profunda de arena de cuarzo.
Paso 1: Trituración-tamizado
El mineral de cuarzo extraído se tritura en partículas de cuarzo de 1 a 20 mm mediante una trituradora . Utilice un clasificador de color para seleccionar partículas con una escala de grises más pequeña y mayor pureza.
Paso 2: Calcinación y enfriamiento con agua.
Las partículas de cuarzo se envían primero al equipo de calcinación para una calcinación a alta temperatura y luego a agua fría para un enfriamiento rápido. El enfriamiento con agua de calcinación no solo puede eliminar las burbujas y las líneas de agua dentro de las partículas, sino que también expone las impurezas entre los límites de los granos en la superficie exterior de las partículas de cuarzo.
Paso 3: Molienda o trituración fina
Introduzca los minerales de arena de cuarzo agrietados en el molino de varillas o en la trituradora fina de doble rodillo para disociar aún más los minerales de cuarzo y ganga.
Paso 1: Lavado y deslimado
Utilice un clasificador en espiral , una criba de trómel , un hidrociclón, una tolva deslamante y un clasificador hidráulico para lavar y deslamar el mineral de cuarzo en bruto. Esto elimina eficazmente los minerales arcillosos.
Paso 2: fregar
Con la ayuda de la fuerza mecánica y la fuerza de exfoliación abrasiva entre los granos de arena, se pueden eliminar la fina película de hierro, los minerales de impureza pegajosos y fangosos de la superficie de la arena de cuarzo y las partículas de cuarzo se pueden romper aún más. Agregue agentes adecuados a la fregadora para mejorar la eficiencia de la eliminación de impurezas.
Método 1: separación por gravedad
Debido a la diferencia de densidad entre las partículas de mineral de cuarzo y las partículas de mineral de ganga, los equipos de separación por gravedad, como canales en espiral y mesas vibratorias, se utilizan comúnmente para separar las partículas de mineral de cuarzo. La separación por gravedad tiene cierto efecto de eliminación de impurezas, pero es difícil cumplir con los requisitos de producción, por lo que se utiliza principalmente para la separación aproximada.
Método 2: separación magnética
La separación magnética puede eliminar eficazmente las impurezas que contienen hierro en las partículas de cuarzo. La hematita, limonita, biotita y otros minerales en las partículas de cuarzo tienen propiedades magnéticas débiles, por lo que se puede utilizar un separador magnético fuerte. Para minerales magnéticos fuertes como la magnetita, se puede utilizar un separador magnético débil o un separador magnético medio.
Método 3: flotación
La flotación puede eliminar eficazmente las impurezas de hierro existentes en los minerales de hierro, biotita, granate y otras partículas minerales, así como las impurezas de aluminio existentes en el feldespato. Según los diferentes reactivos utilizados se puede dividir en flotación con flúor y flotación sin flúor, siendo esta última la más utilizada. Los equipos de flotación de uso común incluyen máquinas de flotación con agitación mecánica (como tipo SF, tipo JJF, tipo BF) y celdas de flotación de tipo agitación inflable (tipo KYF, tipo XCF), etc.
Método 1: cloración a alta temperatura
Las altas temperaturas exponen las impurezas dentro de la red cristalina de cuarzo a su superficie. Las impurezas de óxido metálico sufren una reacción de cloración con el agente clorante entrante en un ambiente de alta temperatura, generando así cloruro metálico gaseoso y volatilizándose. La cloración puede eliminar eficazmente las impurezas de la red cristalina.
Los tipos de agentes clorantes se pueden dividir en agentes clorantes sólidos y agentes clorantes gaseosos, los agentes clorantes sólidos son generalmente NaCl, CaCl 2 , NH 4 Cl, los agentes clorantes gaseosos son generalmente Cl 2 , HCl.
Método 2: lixiviación ácida
La lixiviación ácida utiliza las características de que el cuarzo es insoluble en ácido (excepto HF) y otras impurezas minerales para purificar la arena de cuarzo. El ácido diluido tiene un mejor efecto en la eliminación de Al y Fe, y se utilizan ácido sulfúrico concentrado más ácido, agua regia y ácido fluorhídrico para eliminar Cr y Ti. En la práctica, el efecto de purificación de la lixiviación ácida con una mezcla de ácidos es mejor.
6 procesos de procesamiento de arena de cuarzo
En la práctica, normalmente combinamos estos métodos para purificar arena de cuarzo. Los siguientes seis procesos de procesamiento de arena de cuarzo (también conocidos como métodos de beneficio de arena de cuarzo) están disponibles como referencia.
1. Trituración, clasificación y separación magnética (proceso de purificación de arena de cuarzo de una empresa de Anhui)
Mineral en bruto: cuarcita de Fengyang, Anhui, con un contenido de SiO 2 del 99,01 % y un contenido de Fe 2 O 3 del 0,118 %;
Concentrado de arena de cuarzo: El contenido de Fe 2 O 3 en el concentrado es del 0,02%.
Imagen 1 Proceso de purificación de arena de cuarzo de una empresa en Anhui.
2. Trituración, clasificación, separación magnética y flotación (proceso de purificación de arena de cuarzo de una empresa en Fengyang, Anhui)
Mineral en bruto: arena de cuarzo en Anhui, su contenido de SiO 2 es del 99,1 % al 99,3 % y el contenido de Fe 2 O 3 es de 150 a 200 ppm;
Concentrado de arena de cuarzo: El contenido de SiO 2 en el concentrado es del 99,62% y el contenido de Fe 2 O 3 es del 0,0062%.
Imagen 2 Proceso de purificación de arena de cuarzo de una empresa en Fengyang, Anhui
3. Tostación, enfriamiento con agua, lixiviación ácida y flotación (proceso de purificación de arena de cuarzo de una empresa en Donghai, Jiangsu)
Mineral en bruto: cuarzo en veta con contenido de Fe de 765,3 mg/kg.
Concentrado de arena de cuarzo: El contenido de Fe del concentrado es de 0,35 mg/kg.
Imagen 3 Proceso de beneficio de arena de cuarzo de una empresa en Donghai, Jiangsu
4. Lavado, clasificación, molienda, separación magnética, flotación inversa (el proceso de purificación del mineral de arena de cuarzo asociado al caolín en un laboratorio)
Mineral en bruto: arenisca de cuarzo asociada al caolín en el Mar del Norte, contenido de SiO 2 98,32 %, contenido de Fe 2 O 3 1044,29 μg/g;
Concentrado de arena de cuarzo: el contenido de SiO 2 es del 99,89% y el contenido de Fe 2 O 3 es de 74 μg/g.
Imagen 4 el proceso de purificación de arenisca de cuarzo asociada a caolín en un laboratorio.
5. Tostación, enfriamiento con agua, separación magnética, flotación, lixiviación ácida (proceso de purificación de arenisca de cuarzo en laboratorio)
Mineral en bruto: arenisca de cuarzo con contenido de SiO 2 99,02 %, contenido de Fe 2 O 3 178,2 μg/g;
Concentrado de arena de cuarzo: el contenido de SiO 2 es del 99,99% y el contenido de Fe2O3 es de 5,0μg/g.
Imagen 5 Proceso de purificación de arenisca de cuarzo en un laboratorio.
6. Trituración ultrafina, clasificación, flotación, lixiviación ácida asistida por microondas (proceso de purificación de vetas de cuarzo en un laboratorio)
Mineral en bruto: rocas de veta de cuarzo de Shangrao, Jiangxi, con un contenido de SiO 2 del 99,58 % y un contenido de Fe 2 O 3 del 0,03 %;
Concentrado de arena de cuarzo: la arena de cuarzo de alta pureza (grado electrónico) contiene 99,98 % de SiO 2 y 0,0003 % de Fe 2 O 3 ; La arena de cuarzo de alta pureza (grado de relleno) contiene 99,63% de SiO 2 y 0,0018% de Fe.
Imagen 6 proceso de purificación de veta de cuarzo en un laboratorio.
Conclusión
La arena de cuarzo de alta pureza (HPQ) es uno de los principales materiales en el campo de la industria del sílice y el silicio.
Se produce mediante cristal, arenisca de cuarzo y vetas de cuarzo, cuarzo en polvo, cuarzo de granito mediante el procesamiento y la creación de métodos de trituración, molienda, clasificación, lavado químico, lixiviación de beneficio, procesamiento térmico, etc.
