Tipos de impurezas en el cuarzo natural
Los principales tipos de impurezas en el cuarzo natural incluyen impurezas reticulares, inclusiones fluidas, inclusiones minerales, impurezas intercristalinas e inclusiones micrométricas.
Las inclusiones minerales y las inclusiones fundidas en el cuarzo son extremadamente finas y están fuertemente envueltas por el cuarzo, lo que hace que sea difícil eliminarlas mediante métodos de fundición sin destruir los cristales de cuarzo.
Formas de aparición de impurezas en minerales de cuarzo y su dificultad de purificación
| Tipo de impureza | Formulario de ocurrencia | Dificultad de purificación |
| Impurezas reticulares | Sustitución reticular (Al3+Al3+, Fe3+Fe3+, B3+B3+, Ti4+Ti4+, Ge4+Ge4+, P5+P5+), compensación de carga en canales intersticiales (Li+Li+, K+K+, Na+Na+, H+H+, Fe2+Fe2+) | Extremadamente difícil de eliminar |
| Inclusiones minerales | Rutilo de grano fino, mica, feldespato, arcilla, etc. | Parcialmente removible |
| Inclusiones fluidas | Gases, sales líquidas (NaNa, KK, HH, CaCa, ClCl) y CO2CO2, N2N2, H2SH2S, CH4CH4 | Los de gran tamaño son extraíbles. |
| impurezas intercristalinas | Microcristales de impurezas, inclusiones minerales e inclusiones fluidas a lo largo de los límites de grano | Desmontable |
| Inclusiones submicrónicas | Microcircón en forma de aguja, apatita, monacita, feldespato, mica | Extremadamente difícil de recordar |
El impacto de las inclusiones fluidas en la pureza del cuarzo
El impacto de las inclusiones fluidas en el cuarzo de alta pureza se observa principalmente de dos maneras. En primer lugar, las inclusiones fluidas son ricas en iones metálicos, lo cual constituye uno de los principales factores que afectan la pureza del cuarzo. En segundo lugar, estas inclusiones fluidas no se rompen completamente durante el proceso de fusión del cuarzo. El gas generado por el calentamiento es difícil de descargar en la masa fundida de cuarzo de alta viscosidad, lo cual es una de las principales causas de defectos de burbujas en productos de vidrio de cuarzo.
Los estudios han demostrado que el contenido de inclusiones fluidas en el cuarzo es directamente proporcional al número de defectos de burbujas en los productos de cuarzo.
Por lo tanto, el contenido de inclusiones minerales y fluidas en el cuarzo es uno de los principales factores que afectan la calidad de los productos de cuarzo. Para determinar si un mineral de cuarzo puede producir arena de cuarzo de alta pureza, es necesario evaluar el contenido de inclusiones minerales y fluidas mediante la investigación mineralógica de procesos. Esto ayuda a evaluar preliminarmente la viabilidad del procesamiento de las muestras potenciales.
Proceso de purificación de cuarzo de alta pureza
El proceso de purificación del cuarzo de alta pureza se divide principalmente en la clasificación preliminar de minerales y la purificación química profunda. Los métodos de clasificación física preliminar, como la clasificación por color, la separación magnética y la flotación, pueden eliminar casi todas las impurezas minerales en forma de monómeros. Sin embargo, la clasificación física no puede eliminar las inclusiones fluidas ni las impurezas reticulares del cuarzo. Por lo tanto, la purificación química profunda es esencial para la preparación de cuarzo de alta pureza.
El proceso central de la purificación química profunda es la lixiviación ácido-base, siendo la lixiviación ácida mixta (ácido fluorhídrico como ácido de lixiviación primario) el método más utilizado.
Además, debido a la presencia de impurezas e inclusiones fluidas, la purificación del cuarzo de alta pureza requiere aprovechar las diferencias de propiedades térmicas entre el enlace silicio-oxígeno en la interfaz y el enlace metal-oxígeno. Mediante la calcinación a alta temperatura, seguida de un enfriamiento rápido en agua, las inclusiones se rompen y los cristales se agrietan en el punto de transformación cristalina, lo que mejora la tasa de eliminación de impurezas.
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