Quels sont les obstacles au processus de purification du sable de quartz de haute pureté ?
La préparation du quartz de haute pureté se fait principalement par synthèse chimique, traitement des cristaux naturels et purification en profondeur des minéraux de quartz. Cependant, étant donné que la préparation de la synthèse chimique et du traitement des cristaux naturels est limitée par les matières premières, le coût, la production, etc., il est difficile pour une application industrielle à grande échelle. Par conséquent, la préparation de quartz de haute pureté par le traitement des minéraux est au centre de la recherche et de l’application dans le passé et le présent.
Le processus de purification du quartz de haute pureté broie d’abord le quartz filonien ou le quartzite à la taille de particule requise et élimine certaines impuretés, puis sépare ou dissout les impuretés par des moyens physiques et chimiques. L’ensemble du processus de purification peut être simplement résumé en trois processus : prétraitement, traitement physique et traitement chimique, et adopte spécifiquement diverses méthodes d’enrichissement telles que le concassage, le broyage, le criblage, la séparation magnétique, le décapage et la torréfaction par chloration. Le processus de purification du quartz correspondant est conçu en fonction de la composition et de la qualité du minerai d’origine : le minerai de quartz à haute teneur en sodium doit être calciné à haute température et les minéraux carbonatés à haute teneur en calcium et en magnésium doivent être prétraités avec de l’acide chlorhydrique.
Plus précisément, les trois grandes étapes de purification du sable de quartz de haute pureté sont les suivantes :
(1) Lien de prétraitement. Le but de l’étape de prétraitement est de tamiser préalablement les impuretés ou de broyer les matières premières de quartz à la taille de particules souhaitée qui est propice à la libération des impuretés et au traitement ultérieur. Généralement, le concassage mécanique, le concassage électrique, le tri optique, le concassage par ultrasons, le concassage par choc thermique et d’autres méthodes de traitement sont utilisés.
(2) Étape de traitement physique. Les méthodes d’enrichissement physique comprennent principalement le broyage, la séparation des couleurs, la séparation magnétique, la flottation et d’autres méthodes, qui sont généralement utilisées pour traiter les impuretés des minéraux associés dans le quartz.
(3) Étape de traitement chimique. Comparé à l’enrichissement physique, le traitement chimique est plus efficace pour éliminer les impuretés, et les avantages d’une pénétration profonde dans les microfissures et les joints de grains permettent de mieux gérer les inclusions et les impuretés de type réseau. Le décapage, la lixiviation et la chloration thermique sont les trois principaux procédés de traitement chimique.
Concernant les impuretés, quelles sont les plus difficiles à purifier ?
Il existe de nombreux types d’impuretés dans le quartz. Le contenu de chaque élément d’impureté dans le quartz a des effets différents sur la purification et le traitement. Par conséquent, il est nécessaire de considérer la limite supérieure de la teneur des principaux éléments d’impureté, plutôt que de simplement fixer la limite supérieure de la quantité totale. Les cristaux de quartz naturel co-produisent souvent avec une variété de minéraux, tels que la chlorite, le rutile, la tourmaline, la calcite, la fluorite, la muscovite, la biotite, la sphalérite, l’hématite, la pyrite, l’épidote, la cordiérite, le feldspath, l’amphibole, le grenat, le pyroxène, la topaze, l’ilménite et les minéraux argileux, etc., ces minéraux sont la principale source d’impuretés dans les inclusions solides de quartz.
Fe : Pour différentes formes d’impuretés de fer, différentes méthodes d’enrichissement et de purification telles que le criblage, la classification, le lavage, la lixiviation acide chimique, la flottation, la séparation par gravité, la séparation magnétique et la lixiviation microbienne peuvent purifier efficacement les impuretés de fer.
Al : Les impuretés d’aluminium dans le minerai de quartz existent principalement sous la forme de feldspath, de mica et de minéraux argileux, qui peuvent être éliminés par épuration et calibrage des méthodes de déschlammage. Pour les minéraux contenant de l’aluminium sous forme de feldspath, la séparation efficace du quartz a toujours été un point difficile dans l’industrie de l’enrichissement, en particulier la séparation du feldspath et du quartz. Parce que les deux appartiennent à des minéraux de silicate de charpente avec des propriétés physiques très similaires, ils ne peuvent pas être séparés par séparation par gravité et séparation magnétique. La méthode la plus efficace est la flottation, et la lixiviation acide mixte est également utilisée dans la purification en profondeur.
Par conséquent, certains chercheurs jugent si le quartz produit naturellement peut être utilisé comme quartz de haute pureté en fonction de la teneur en Al et Ti dans le quartz. Habituellement, la teneur en Al et Ti dans le quartz est relativement élevée et il est difficile de les éliminer par un simple processus de purification, et une purification fine augmentera le coût de production. Par conséquent, la teneur en Al et Ti dans le quartz est le principal facteur limitant la pureté du quartz. En conséquence, lorsque la teneur en Al et Ti dans le quartz est inférieure à 25 ug/g et 10 μg/g de quartz naturel, respectivement, elle peut être attribuée à la catégorie du quartz de haute pureté.
En résumé, nous pensons que le processus technologique de purification du sable de quartz de haute pureté n’est pas compliqué, mais il est difficile d’identifier les minerais et de parvenir à la purification ultime de certaines impuretés par des processus combinés, en particulier pour l’élimination de certains éléments spécifiques.