Arten von Verunreinigungen in natürlichem Quarz
Zu den wichtigsten Arten von Verunreinigungen in natürlichem Quarz zählen Gitterverunreinigungen, Flüssigkeitseinschlüsse, Mineraleinschlüsse, interkristalline Verunreinigungen und Mikroneinschlüsse.
Mineraleinschlüsse und Schmelzeinschlüsse in Quarz sind extrem fein und fest von Quarz umhüllt, sodass sie durch Schmelzverfahren nur schwer entfernt werden können, ohne die Quarzkristalle zu zerstören.
Vorkommensformen von Verunreinigungen in Quarzmineralien und ihre Reinigungsschwierigkeiten
| Verunreinigungstyp | Vorkommensformular | Reinigungsschwierigkeit |
| Gitterverunreinigungen | Gittersubstitution (Al3+Al3+, Fe3+Fe3+, B3+B3+, Ti4+Ti4+, Ge4+Ge4+, P5+P5+), Ladungskompensation in interstitiellen Kanälen (Li+Li+, K+K+, Na+Na+, H+H+, Fe2+Fe2+) | Extrem schwer zu entfernen |
| Mineraleinschlüsse | Feinkörniger Rutil, Glimmer, Feldspat, Ton usw. | Teilweise abnehmbar |
| Flüssigkeitseinschlüsse | Gase, flüssige Salze (NaNa, KK, HH, CaCa, ClCl) und CO2CO2, N2N2, H2SH2S, CH4CH4 | Große abnehmbare |
| Interkristalline Verunreinigungen | Verunreinigungsmikrokristalle, Mineraleinschlüsse und Flüssigkeitseinschlüsse entlang der Korngrenzen | Abnehmbar |
| Submikron-Einschlüsse | Nadelförmiger Mikrozirkon, Apatit, Monazit, Feldspat, Glimmer | Extrem schwer zu entfernen |
Der Einfluss von Flüssigkeitseinschlüssen auf die Reinheit von Quarz
Die Auswirkungen von Flüssigkeitseinschlüssen auf hochreinen Quarz zeigen sich vor allem in zweierlei Hinsicht. Erstens sind Flüssigkeitseinschlüsse reich an Metallionen, was einen wesentlichen Einfluss auf die Reinheit von Quarz hat. Zweitens zerplatzen diese Flüssigkeitseinschlüsse beim Schmelzen von Quarz nicht vollständig. Das beim Erhitzen entstehende Gas kann in der hochviskosen Quarzschmelze nur schwer entweichen, was eine der Hauptursachen für Blasenbildung in Quarzglasprodukten ist.
Studien haben gezeigt, dass der Gehalt an Flüssigkeitseinschlüssen in Quarz direkt proportional zur Anzahl der Blasendefekte in Quarzprodukten ist.
Daher ist der Gehalt an Mineral- und Flüssigkeitseinschlüssen in Quarz einer der Hauptfaktoren, die die Qualität von Quarzprodukten beeinflussen. Um festzustellen, ob ein Quarzerz hochreinen Quarzsand produzieren kann, ist es notwendig, den Gehalt an Mineral- und Flüssigkeitseinschlüssen durch prozessmineralogische Untersuchungen zu bestimmen. Dies hilft, die Durchführbarkeit der Verarbeitung potenzieller Proben vorab zu beurteilen.
Reinigungsprozess für hochreinen Quarz
Der Reinigungsprozess von hochreinem Quarz gliedert sich im Wesentlichen in eine vorläufige Mineralsortierung und eine chemische Tiefenreinigung. Physikalische Vorsortierungsverfahren wie Farbsortierung, Magnetscheidung und Flotation können nahezu alle mineralischen Verunreinigungen in Form von Monomeren entfernen. Flüssigkeitseinschlüsse und Gitterverunreinigungen im Quarz lassen sich durch die physikalische Sortierung jedoch nicht entfernen. Daher ist eine chemische Tiefenreinigung für die Herstellung von hochreinem Quarz unerlässlich.
Der Kernprozess der chemischen Tiefenreinigung ist die Säure-Base-Laugung, wobei die gemischte Säurelaugung (Flusssäure als primäre Laugungssäure) das am weitesten verbreitete Verfahren ist.
Aufgrund vorhandener Verunreinigungselemente und Flüssigkeitseinschlüsse erfordert die Reinigung von hochreinem Quarz zudem die Ausnutzung der unterschiedlichen thermischen Eigenschaften der Silizium-Sauerstoff-Bindung an der Grenzfläche und der Metall-Sauerstoff-Bindung. Durch Hochtemperaturkalzinierung und anschließendes schnelles Abschrecken in Wasser werden Einschlüsse aufgebrochen und Kristalle am Kristalltransformationspunkt gebrochen, was die Entfernungsrate von Verunreinigungen verbessert.
Über Epic Powder Machinery
Epische Pulvermaschinen ist ein führender Hersteller von modernen Feinmahl- und Klassieranlagen und spezialisiert auf die Verarbeitung von hochreinem Quarz. Dank langjähriger Erfahrung und europäischer Kerntechnologie bieten wir maßgeschneiderte Lösungen für die spezifischen Anforderungen von Branchen wie der Elektronik-, Chemie- und Werkstoffindustrie. Unsere hochmodernen Strahlmühlen und Klassierer gewährleisten optimale Reinheit und Präzision bei der Pulverproduktion und helfen unseren Kunden, höchste Produktqualität und Leistung zu erzielen.
