อะไรคืออุปสรรคต่อกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ของทรายควอทซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง?

การเตรียมควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงส่วนใหญ่ผ่านการสังเคราะห์ทางเคมี การประมวลผลผลึกธรรมชาติ และการทำให้แร่ธาตุควอทซ์บริสุทธิ์อย่างล้ำลึก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการเตรียมการสังเคราะห์ทางเคมีและการประมวลผลผลึกธรรมชาติถูกจำกัดด้วยวัตถุดิบ ต้นทุน ผลผลิต ฯลฯ จึงเป็นเรื่องยากสำหรับการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ดังนั้นการเตรียมควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงผ่านการแปรรูปแร่จึงเป็นจุดเน้นของการวิจัยและการประยุกต์ใช้ทั้งในอดีตและปัจจุบัน

ขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ของควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงขั้นแรกจะทำการบดผลึกหลอดเลือดดำหรือควอตซ์ไซต์ให้ได้ขนาดอนุภาคที่ต้องการและขจัดสิ่งสกปรกบางส่วนออก จากนั้นจึงแยกหรือละลายสิ่งเจือปนด้วยวิธีทางกายภาพและทางเคมี กระบวนการทำให้บริสุทธิ์ทั้งหมดสามารถสรุปง่ายๆ ได้เป็นสามกระบวนการ: การปรับสภาพ การบำบัดทางกายภาพ และการบำบัดทางเคมี และใช้วิธีการทำให้บริสุทธิ์ต่างๆ โดยเฉพาะ เช่น การบด การบด การคัดกรอง การแยกด้วยแม่เหล็ก การดอง และการคั่วด้วยคลอรีน กระบวนการทำให้บริสุทธิ์ด้วยควอทซ์ที่สอดคล้องกันได้รับการออกแบบตามองค์ประกอบและเกรดของแร่ดั้งเดิม: แร่ควอทซ์ที่มีปริมาณโซเดียมสูงจะต้องเผาที่อุณหภูมิสูง และแร่ธาตุคาร์บอเนตที่มีปริมาณแคลเซียมและแมกนีเซียมสูงจะต้องได้รับการบำบัดด้วยกรดไฮโดรคลอริก

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สามขั้นตอนหลักในการทำให้ทรายควอทซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงทำให้บริสุทธิ์มีดังนี้:

(1) ลิงค์ประมวลผลล่วงหน้า จุดประสงค์ของขั้นตอนการปรับสภาพคือเพื่อคัดกรองสิ่งเจือปนในเบื้องต้นหรือบดวัตถุดิบควอตซ์ให้ได้ขนาดอนุภาคที่ต้องการซึ่งเอื้อต่อการปล่อยสิ่งเจือปนและการประมวลผลในภายหลัง โดยทั่วไปจะใช้การบดแบบกลไก การบดด้วยไฟฟ้า การคัดแยกด้วยแสง การบดแบบอัลตราโซนิก การบดอัดด้วยความร้อน และวิธีการประมวลผลอื่นๆ

(2) ขั้นตอนการประมวลผลทางกายภาพ วิธีการสร้างประโยชน์ทางกายภาพส่วนใหญ่รวมถึงการบด การแยกสี การแยกด้วยแม่เหล็ก การลอยตัว และวิธีการอื่นๆ ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้ในการบำบัดสิ่งเจือปนของแร่ธาตุที่เกี่ยวข้องในควอตซ์

(3) ขั้นตอนการบำบัดทางเคมี เมื่อเทียบกับการใช้ประโยชน์ทางกายภาพ การบำบัดด้วยสารเคมีจะมีประสิทธิภาพมากกว่าในการกำจัดสิ่งสกปรก และข้อดีของการแทรกซึมลึกใน microcracks และขอบเกรนสามารถจัดการกับสิ่งสกปรกที่รวมเข้าและสิ่งสกปรกประเภทขัดแตะได้ดีกว่า การดอง การชะล้าง และคลอรีนด้วยความร้อนเป็นกระบวนการบำบัดทางเคมีหลักสามประการ

เกี่ยวกับสิ่งเจือปน สิ่งใดทำให้บริสุทธิ์ได้ยากที่สุด?

มีองค์ประกอบเจือปนหลายชนิดในควอตซ์ เนื้อหาขององค์ประกอบเจือปนแต่ละชนิดในควอตซ์มีผลต่อการทำให้บริสุทธิ์และการประมวลผลต่างกัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องพิจารณาขีดจำกัดสูงสุดของเนื้อหาขององค์ประกอบหลักที่ไม่บริสุทธิ์ แทนที่จะตั้งค่าขีดจำกัดสูงสุดของจำนวนเงินทั้งหมด ผลึกควอทซ์ธรรมชาติมักผลิตร่วมกับแร่ธาตุหลายชนิด เช่น คลอไรท์ รูไทล์ ทัวร์มาลีน แคลไซต์ ฟลูออไรท์ มัสโคไวท์ ไบโอไทต์ สฟาเลอไรท์ เฮมาไทต์ ไพไรต์ อีพิโดเต คอร์เดียไรท์ เฟลด์สปาร์ แอมฟิโบล โกเมน ไพโรซีน บุษราคัม อิลเมไนต์ และแร่ธาตุจากดินเหนียว เป็นต้น แร่ธาตุเหล่านี้เป็นแหล่งหลักของสิ่งเจือปนในการรวมตัวของควอตซ์ที่เป็นของแข็ง

Fe: สำหรับรูปแบบต่าง ๆ ของสิ่งเจือปนธาตุเหล็ก วิธีการให้ประโยชน์และการทำให้บริสุทธิ์ที่แตกต่างกัน เช่น การคัดกรอง การจำแนก การขัด การชะกรดเคมี การลอยตัว การแยกด้วยแรงโน้มถ่วง การแยกด้วยแม่เหล็ก และการชะล้างของจุลินทรีย์สามารถทำให้สิ่งเจือปนของเหล็กบริสุทธิ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

อัล: อะลูมิเนียมเจือปนในแร่ควอทซ์ส่วนใหญ่มีอยู่ในรูปของแร่เฟลด์สปาร์ ไมกา และดินเหนียว ซึ่งสามารถขจัดออกได้โดยการขัดและคัดเกรดวิธีการขจัดคราบตะกรัน สำหรับแร่ธาตุที่มีอลูมิเนียมเป็นแร่เฟลด์สปาร์ การแยกแร่ควอทซ์อย่างมีประสิทธิภาพมักเป็นจุดที่ยากในอุตสาหกรรมการกลั่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งการแยกเฟลด์สปาร์และควอตซ์ เนื่องจากทั้งสองเป็นของแร่ธาตุซิลิเกตที่มีโครงสร้างคล้ายคลึงกันมาก จึงไม่สามารถแยกจากกันด้วยการแยกด้วยแรงโน้มถ่วงและการแยกด้วยแม่เหล็ก วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดคือการลอยตัว และการชะล้างด้วยกรดแบบผสมก็ใช้ในการทำให้บริสุทธิ์อย่างล้ำลึกเช่นกัน

ดังนั้น นักวิชาการบางคนตัดสินว่าควอตซ์ที่ผลิตตามธรรมชาติสามารถใช้เป็นควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงตามเนื้อหาของ Al และ Ti ในควอตซ์ได้หรือไม่ โดยปกติเนื้อหาของ Al และ Ti ในควอตซ์จะค่อนข้างสูงและเป็นการยากที่จะลบออกโดยกระบวนการทำให้บริสุทธิ์อย่างง่าย และการทำให้บริสุทธิ์อย่างละเอียดจะเพิ่มต้นทุนการผลิต ดังนั้นเนื้อหาของ Al และ Ti ในควอตซ์จึงเป็นปัจจัยหลักที่จำกัดความบริสุทธิ์ของควอตซ์ ดังนั้น เมื่อเนื้อหาของ Al และ Ti ในควอตซ์มีค่าน้อยกว่า 25ug/g และ 10μg/g ควอตซ์ธรรมชาติ ตามลำดับ มันสามารถนำมาประกอบกับหมวดหมู่ของควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง

โดยสรุป เราเชื่อว่ากระบวนการเทคโนโลยีการทำให้บริสุทธิ์ของทรายควอทซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงนั้นไม่ซับซ้อน แต่เป็นการยากที่จะระบุแร่และทำให้สิ่งเจือปนบางส่วนบริสุทธิ์ขั้นสุดท้ายผ่านกระบวนการรวมกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการกำจัดองค์ประกอบเฉพาะบางอย่าง