يجد رمل الكوارتز عالي النقاء ، المعروف أيضا باسم رمل السيليكا أو مسحوق السيليكون أو مسحوق ثاني أكسيد السيليكون ، تطبيقات واسعة في صناعات مثل أشباه الموصلات والإلكترونيات والألياف الضوئية والإضاءة والطاقة الشمسية. أدى الطلب المتزايد إلى استفسارات حول معالجة خام الكوارتز إلى رمل كوارتز عالي النقاء ومواقع تعدين الكوارتز عالي النقاء.
يشتق الكوارتز عالي النقاء من مواد خام مثل الكريستال والكوارتز الوريدي والكوارتزيت والجرانيت بيغماتيت وخامات أخرى ، والتي تتم معالجتها وتنقيتها لتحقيق نقاء عال للغاية من SiO2 مع الحد الأدنى من الشوائب. الرواسب المجدية اقتصاديا من الكوارتز عالي النقاء نادرة وموزعة بشكل غير متساو ، وتوجد بشكل أساسي في سبع دول بما في ذلك الولايات المتحدة والنرويج وأستراليا وروسيا وموريتانيا والصين وكندا. تشمل الودائع البارزة رواسب شجرة التنوب الصنوبر في الولايات المتحدة الأمريكية ورواسب Kyshtym في روسيا.
تتضمن معالجة رمل الكوارتز عالي النقاء عادة أربع مراحل:
1. عملية التحضير: يتم سحق خام الكوارتز المستخرج إلى جزيئات من 1-20 مم باستخدام الكسارات ، ويتم استخدام فارز الألوان لاختيار الجسيمات ذات التدرج الرمادي الأصغر والنقاء العالي.
2. عملية ما قبل الإثراء: يتضمن ذلك التكليس وتبريد الماء ، حيث تخضع جزيئات الكوارتز لتكليس بدرجة حرارة عالية يتبعه تبريد سريع في الماء البارد لإزالة الفقاعات وخطوط المياه وكشف الشوائب.
3. عملية الإثراء: يتم فصل معادن رمل الكوارتز المسحوقة عن معادن الشوائب من خلال الطحن أو التكسير الدقيق باستخدام معدات مثل مطاحن القضبان والكسارات المخروطية أحادية الأسطوانة والكسارات الملفوفة.
4. عملية التنقية العميقة: تتضمن هذه المرحلة غسل خام الكوارتز الخام وإزالته باستخدام معدات مثل المصنفات الحلزونية ، وشاشات التروميل ، والأعاصير المائية ، والمصنفات الهيدروليكية لإزالة معادن الطين. بعد ذلك ، يتم إجراء التنظيف لإزالة الحديد الرقيق والشوائب اللاصقة والمعادن الموحلة من سطح جزيئات رمل الكوارتز.
من خلال هذه العمليات ، يتم الحصول على رمل الكوارتز عالي النقاء مع الحد الأدنى من الشوائب ، مما يلبي المتطلبات الصارمة لمختلف الصناعات. بالتأكيد ، إليك نسخة معاد كتابتها:
"لتعزيز كفاءة إزالة الشوائب في عملية التنظيف ، من الضروري دمج العوامل المناسبة في آلة التنظيف. يمكن أن تؤدي إضافة العوامل المناسبة إلى تحسين عملية التنقية بشكل كبير وضمان إخراج عالي الجودة.
الطريقة 1: فصل الجاذبية
تستخدم تقنيات فصل الجاذبية ، مثل المزالق الحلزونية وطاولات الاهتزاز ، بشكل شائع لفصل جزيئات خام الكوارتز عن معادن الشوائب بناء على اختلافها في الكثافة. بينما يساعد فصل الجاذبية في إزالة الشوائب إلى حد ما ، فإنه يستخدم بشكل أساسي للفصل الخشن نظرا لقيوده في تلبية متطلبات الإنتاج.
الطريقة 2: الفصل المغناطيسي
الفصل المغناطيسي فعال في إزالة الشوائب المحتوية على الحديد من جزيئات الكوارتز. تظهر المعادن مثل الهيماتيت والليمونيت والبيوتايت خصائص مغناطيسية ضعيفة ، مما يجعلها عرضة للفصل باستخدام فواصل مغناطيسية قوية. بالنسبة للمعادن ذات الخصائص المغناطيسية الأقوى مثل المغنتيت ، يتم استخدام فواصل مغناطيسية أضعف أو متوسطة.
الطريقة 3: التعويم
التعويم هو طريقة أخرى لإزالة شوائب الحديد والألمنيوم من جزيئات الكوارتز. إنه يستهدف بشكل فعال معادن الحديد والبيوتايت والعقيق وشوائب الألومنيوم الموجودة في الفلسبار. تختلف تقنيات التعويم بناء على الكواشف المستخدمة ، مع خيارات تشمل التعويم القائم على الفلور وغير القائم على الفلور. تشتمل معدات التعويم شائعة الاستخدام على آلات تعويم التحريض الميكانيكية (على سبيل المثال ، نوع SF ، نوع JJF ، نوع BF) وخلايا التعويم من نوع التقليب القابل للنفخ (على سبيل المثال ، نوع KYF ، نوع XCF).
بالإضافة إلى هذه الطرق ، يتم استخدام تقنيتين أخريين للتنقية بشكل شائع في معالجة رمل الكوارتز:
الطريقة 1: المعالجة بالكلور بدرجة حرارة عالية
تكشف الكلورة ذات درجة الحرارة العالية عن الشوائب داخل الشبكة البلورية الكوارتز ، مما يسمح لها بالتفاعل مع عوامل المعالجة بالكلور في بيئة ذات درجة حرارة عالية. يولد هذا التفاعل كلوريد المعادن الغازية ، مما يؤدي إلى تطاير الشوائب بشكل فعال. يشيع استخدام عوامل الكلورة الصلبة مثل كلوريد الصوديوم وعوامل الكلورة الغازية مثل Cl2 و HCl.
الطريقة 2: ترشيح الحمض
يستغل ترشيح الحمض عدم قابلية ذوبان الكوارتز في الحمض (باستثناء HF) لإزالة معادن الشوائب. تزيل الأحماض المخففة الألومنيوم والحديد بشكل فعال ، بينما تستهدف المركبات الحمضية مثل حمض الكبريتيك المركز وريجيا المائية وحمض الهيدروفلوريك شوائب الكروم والتيتانيوم. غالبا ما تستخدم المحاليل الحمضية المختلطة للحصول على نتائج تنقية أفضل.
عادة ما يتم الجمع بين طرق التنقية هذه في معالجة رمل الكوارتز لتحقيق أفضل النتائج. يتم استخدام ست عمليات شائعة لمعالجة رمل الكوارتز ، بما في ذلك الاتصال والتصنيف والفصل المغناطيسي والتعويم والترشيح الحمضي وغير ذلك ، من قبل العديد من الشركات والمختبرات لإنتاج رمل كوارتز عالي النقاء للتطبيقات الصناعية المتنوعة ".