천연석영의 불순물 종류
천연석영의 주요 불순물 유형에는 격자 불순물, 유체 내포물, 광물 내포물, 결정간 불순물, 미크론 내포물 등이 있습니다.
석영에 포함된 광물 내포물과 용융 내포물은 매우 미세하고 석영에 의해 단단히 둘러싸여 있어 석영 결정을 파괴하지 않고는 제련 방법으로 제거하기 어렵습니다.
석영 광물 내 불순물의 발생 형태 및 정제 난이도
| 불순물 유형 | 발생 양식 | 정화 난이도 |
| 격자 불순물 | 격자 치환(Al3+Al3+, Fe3+Fe3+, B3+B3+, Ti4+Ti4+, Ge4+Ge4+, P5+P5+), 간극 채널의 전하 보상(Li+Li+, K+K+, Na+Na+, H+H+, Fe2+Fe2+) | 제거하기 매우 어려움 |
| 미네랄 내포물 | 세립 루틸, 운모, 장석, 점토 등 | 부분적으로 제거 가능 |
| 유체 내포물 | 기체, 액체 염(NaNa, KK, HH, CaCa, ClCl) 및 CO2CO2, N2N2, H2SH2S, CH4CH4 | 대형 사이즈는 탈착 가능 |
| 결정간 불순물 | 결정립 경계를 따라 존재하는 불순물 미세결정, 광물 내포물 및 유체 내포물 | 이동할 수 있는 |
| 서브마이크론 내포물 | 바늘 모양의 미세 지르콘, 아파타이트, 모나자이트, 장석, 운모 | 기억하기 매우 어렵다 |
유체 내포물이 석영 순도에 미치는 영향
유체 개재물이 고순도 석영에 미치는 영향은 주로 두 가지 측면에서 나타납니다. 첫째, 유체 개재물은 금속 이온이 풍부하여 석영 순도에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나입니다. 둘째, 이러한 유체 개재물은 석영 용융 과정에서 완전히 파열되지 않습니다. 가열로 인해 발생하는 가스는 고점도 석영 용융물에서 배출되기 어려우며, 이는 석영 유리 제품에서 기포 결함의 주요 원인 중 하나입니다.
연구에 따르면 석영에 함유된 유체 이물질의 함량은 석영 제품의 기포 결함 수에 정비례하는 것으로 나타났습니다.
따라서 석영 내 광물 내포물 및 유동 내포물의 함량은 석영 제품의 품질에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나입니다. 석영 광석에서 고순도 석영 모래를 생산할 수 있는지 확인하려면 공정 광물학 연구를 통해 광물 내포물 및 유동 내포물의 함량을 평가해야 합니다. 이는 잠재적 시료 처리의 타당성을 예비적으로 평가하는 데 도움이 됩니다.
고순도 석영 정제 공정
고순도 석영의 정제 공정은 크게 예비 광물 선별과 화학적 심층 정제로 나뉩니다. 색채 선별, 자력선별, 부유선별과 같은 예비 물리적 선별 방법은 단량체 형태의 거의 모든 광물 불순물을 제거할 수 있습니다. 그러나 물리적 선별로는 석영에 함유된 유동층 내포물과 격자 불순물을 제거할 수 없습니다. 따라서 고순도 석영을 제조하려면 화학적 심층 정제가 필수적입니다.
화학적 심층 정제의 핵심 공정은 산-염기 침출이며, 혼합산 침출(주요 침출산으로 불산 사용)이 가장 널리 사용되는 방법입니다.
또한, 불순물 원소와 유동 개재물이 존재하기 때문에 고순도 석영의 정제에는 계면의 실리콘-산소 결합과 금속-산소 결합 사이의 열적 특성 차이를 활용해야 합니다. 고온 소성 후 급속 물 담금질을 통해 개재물이 파열되고, 결정이 결정 변태점에서 균열이 발생하여 불순물 제거율이 향상됩니다.
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