La arena de cuarzo es un elemento industrial clave mineralSe utiliza ampliamente en el tratamiento del agua. También se utiliza en vidrio, cerámica y metalurgia. También se utiliza en rellenos, materiales superduros, productos químicos y petróleo. Se utiliza en fibra de vidrio, tableros de silicato de calcio y energía fotovoltaica. También se utiliza en semiconductores, iluminación, fibra óptica, industria aeroespacial y óptica.
Entre ellos se encuentran la fotovoltaica, los semiconductores, la iluminación, los cables de fibra óptica, la industria aeroespacial y la óptica. Estos son campos de alta gama. Las materias primas son principalmente arena de cuarzo de alta y ultra alta pureza.
Mi país tiene mucho cuarzo. Pero lo utilizamos principalmente en campos tradicionales como vidrio, platos y rellenos. La oferta y la demanda de cuarzo ordinario están equilibradas. La demanda es ligeramente mayor. El cuarzo de alta calidad e incluso algo puro puede ser autosuficiente. Estas industrias son estratégicas. Incluyen la energía fotovoltaica, los semiconductores y las fuentes de luz. Todavía necesitan importar mucha arena de cuarzo muy pura. Es a la vez de alta pureza y ultra alta pureza.
Áreas de aplicación tradicionales de la arena de cuarzo.
Industria de tratamiento de agua
La arena de cuarzo es el primer material filtrante. También es el más utilizado para el tratamiento de aguas residuales. La arena de cuarzo se utiliza principalmente como medio filtrante en la industria de tratamiento de agua. Puede filtrar bien las impurezas orgánicas e inorgánicas del agua. También es excelente para detener los contaminantes.
El tamaño y el espesor de las partículas de arena de cuarzo son vitales. Afectan en gran medida la calidad de la filtración. La arena de cuarzo común es adecuada para la mayoría de los fines de filtración de agua. Pero en las centrales eléctricas la arena de cuarzo utilizada está muy refinada y purificada. Debe ser de un blanco puro, libre de polvo y resistente. El filtro de arena de cuarzo se ha modificado para aguas residuales más difíciles de tratar. Esto mejora su filtración.
Vaso
El dióxido de silicio es la estructura principal del vidrio. Asegura que el vidrio tenga alta resistencia y buena estabilidad. Así, la arena de cuarzo es el mineral industrial más importante. Es una materia prima en la industria del vidrio. Esto incluye vidrio plano, vidrio diario, vidrio ultrablanco, vidrio fotovoltaico y vidrio de cuarzo.
La arena de cuarzo para vidrios de silicato constituye más del 40% de toda la arena de cuarzo. La arena para vidrio plano constituye aproximadamente 20%. Los diferentes productos de vidrio tienen diferentes requisitos en cuanto a la composición de la arena de cuarzo.
Fundición Mecánica
La arena de sílice (arena de cuarzo) es la arena de fundición más utilizada y de mayor cantidad. La arena de sílice de fundición es una partícula resistente al calor. Está hecho de cuarzo (SiO2) y tiene un tamaño de 0,020 mm a 3,350 mm. La arena de sílice viene en dos tipos. Existe arena de sílice de forma natural, como la arena lavada, fregada y seleccionada. Y hay arena de sílice artificial.
La gente utiliza principalmente arena de sílice natural para moldear arena y arena para núcleos. Lo utilizan para aleaciones no ferrosas, hierro y piezas fundidas de acero pequeñas y medianas. Utilizamos principalmente arena de sílice natural seleccionada. Lo usamos para hacer varios moldes y núcleos. Estas arenas utilizan materia orgánica como aglomerante. La arena de sílice artificial se utiliza principalmente para moldear arena y arena central de piezas fundidas de acero.
Piedra de cuarzo artificial
La piedra de cuarzo artificial está hecha de piedra de cuarzo natural. Esto incluye arena, polvo y otros materiales inorgánicos. Estos materiales son en su mayoría de dióxido de silicio. Son las principales materias primas. Los polímeros de alto peso molecular o el cemento, o una mezcla de ambos, son materiales adhesivos. Se llama piedra de cuarzo o piedra de cuarzo artificial. La gente suele llamarlo cuarzo. Es una piedra artificial utilizada para decoración.
La piedra de cuarzo artificial es arena de cuarzo natural 90%. El resto se compone de colorantes, resinas y otros aditivos. Son para ajustar la unión y el curado. No existe una norma unificada para los requisitos de las materias primas de cuarzo. Siempre que sea un mineral de cuarzo, se puede utilizar para piedras de cuarzo artificiales. Esto incluye cuarzo vetado, cuarzo arena, cuarzo erosionado y otros. En la actualidad, el cuarzo vetado es el principal material del mercado.
Industria metalúrgica
En metalurgia, el cuarzo puede fabricar materiales refractarios, llamados ladrillos de silicio. También puede fundir aleaciones de silicio. Estos incluyen ferrosilicio, silicio manganeso y silicio cromo. También se puede utilizar como fundente. El cuarzo tiene mucho dióxido de silicio. Se puede utilizar para fabricar silicio industrial. Así, el sílice (cuarzo) para metalurgia se puede dividir a propósito. Se puede dividir en sílice para materiales refractarios. Además, sílice para ferroaleaciones y silicio industrial. El contenido de SiO2 de la sílice de ferrosilicio de fundición es superior a 97%. Debe poder resistir eficazmente explosiones de alta temperatura.
Cerámica
El cuarzo es una de las principales materias primas para la producción cerámica. Es vital en piezas en bruto y esmaltes cerámicos. Esto incluye cerámica de uso diario y porcelana con alto contenido de sílice. El uso máximo de cuarzo en brutos y esmaltes cerámicos es 40%. Generalmente, se obtiene localmente y rara vez se utiliza arena de cuarzo comercial. Los esmaltes de colores necesitan algunos ingredientes básicos. Los necesitan porque la fórmula tiene requisitos estrictos. Un ingrediente necesario es la arena de cuarzo. Debe tener una composición pura. Por lo tanto, la gente generalmente usa arena de cuarzo en esmaltes y piezas en bruto de cerámica. Estos requisitos tienen estándares más altos. El uso de arena de cuarzo en esmaltes es de 10% a 30%.
La industria cerámica utiliza materias primas comunes, como cuarzo veteado, cuarcita, cuarzo en polvo y otros. En cerámica, la pureza del cuarzo, el hierro y los niveles de titanio son clave. También lo son los tamaño de partícula y forma.
Rellenos funcionales
La arena de cuarzo se muele hasta obtener un micropolvo de silicio. Puede rellenar laminados revestidos de cobre. También se utiliza en compuestos de moldeo epoxi. Está en aislamientos, caucho, plásticos, revestimientos, adhesivos, cosméticos y más.
Por ejemplo, la industria EMC es el principal mercado de microesferas de silicio. Este es el mercado de aplicaciones tradicional. El relleno de EMC utiliza principalmente micropolvo de silicio, con una cantidad de relleno de 60% a 90%. Actualmente, la tasa de llenado más alta de micropolvo de silicio esférico en un compuesto de moldeo epoxi (EMC) es superior a 90%. Es el más alto del mundo.
Materiales superduros
Actualmente, mi país produce carburo de silicio industrialmente. Viene en dos tipos: negro y verde. El carburo de silicio negro se fabrica a partir de arena de cuarzo y coque de petróleo. También utiliza sílice de alta calidad como materia prima principal. Se funde a altas temperaturas en un horno de resistencia. El carburo de silicio verde se fabrica a partir de coque de petróleo y sílice de alta calidad. Se añade sal como aditivo. Se funde a altas temperaturas en un horno de resistencia.
Industria química
En químico Procesamiento de productos, la arena de cuarzo es la principal materia prima. Se utiliza para hacer silicato de potasio y silicato de sodio. También se utiliza para hacer varias formas de dióxido de silicio. El silicato de sodio también se conoce como vidrio soluble. Es un silicato soluble que se obtiene mezclando arena y álcali en una determinada proporción. Luego, se funde a alta temperatura. En la actualidad, el silicato de sodio es el principal producto de la serie de silicio. Su producción es más de 90% de todos los silicatos solubles. El silicato de sodio es el principal silicato inorgánico. Es una materia prima química esencial para todas las industrias, se funde.
El silicato de sodio requiere arena de cuarzo muy pura. Debe cumplir al menos con los estándares de arena de calidad para vidrio en envases. Por ejemplo, debe tener menos de 0,03% de hierro (Fe2O3) y minerales pesados menos de 5×10-6. Pero tiene límites estrictos para Al2O3 y CaO. Deben ser inferiores a 0,1%. En algunos casos, los requisitos son mayores y su contenido está entre 0,01% y 0,02%.
Industria del aceite
Actualmente, la industria petrolera utiliza principalmente arena de cuarzo natural. También utiliza cerámica artificial y apuntaladores recubiertos. La arena de cuarzo constituye 80%, ceramsita 10% y resina recubierta 10%.
Actualmente, PetroChina utiliza principalmente apuntaladores de arena de cuarzo. En 2022, la empresa utilizó 8,34 millones de toneladas de apuntalantes. La arena de cuarzo representó 7,14 millones de toneladas, o 85,6%. Entre ellos, la proporción de arena de cuarzo en el gas de esquisto poco profundo por debajo de los 3.500 metros aumentó de 34% a 75%. El petróleo de esquisto de Daqing Gulong y Xinjiang es arena de cuarzo de casi 100%.
Fibra de vidrio
La fibra de vidrio está hecha de materiales inorgánicos. Estos materiales incluyen pirofilita, arena de cuarzo, piedra caliza, dolomita, colemanita, boraxita y otros minerales. También se utilizan materias primas químicas, como ácido bórico y carbonato de sodio. Es muy utilizado en materiales para la construcción y electrónica. También en ferrocarriles, productos químicos, automóviles, aviones y energía eólica. Se utiliza para filtros, ingeniería ambiental y marina, y más.
El costo de fabricar fibra de vidrio es de 21,71 TP3T de materia prima. Estos materiales incluyen pirofilita, arena de cuarzo y piedra caliza. La pirofilita representa aproximadamente un tercio de esta cantidad. La arena de cuarzo y la piedra caliza juntas también constituyen una parte importante.
Tablero de silicato de calcio
El tablero de silicato de calcio es un tablero de construcción inorgánico. Tiene alta resistencia y es muy estable. Está hecho de sílice, calcio y fibras. Son las principales materias primas. Se les da forma de lechada, se compactan hasta formar una losa y luego se esterilizan en autoclave. Puede ser ampliamente utilizado para la decoración de aislamiento térmico de paredes. Esto incluye tanto el interior como el exterior de las casas. Incluye techos, mamparas de cabina, vallas publicitarias y más. La arena de cuarzo es una materia prima clave para los productos de silicato de calcio. Constituye el 40% de la materia prima para los tableros de silicato de calcio.
Campos de aplicación de alta gama de arena de cuarzo.
Industria Fotovoltaica
En la industria fotovoltaica, la arena de cuarzo pura se utiliza principalmente para productos de cuarzo. Estos incluyen tubos de difusión, soportes y crisoles de arco. Sirven para fabricar células solares de silicio policristalino y monocristalino.
Los precios más recientes de los crisoles de cuarzo nacionales son: arena exterior, 50.000 yuanes por tonelada; arena media, 100.000-120.000 yuanes/tonelada; y arena interior, 190.000-220.000 yuanes/tonelada. La última cotización de arena importada es de 600.000 yuanes por tonelada.
La extracción de silicio monocristalino tiene requisitos estrictos sobre el contenido de impurezas metálicas en la arena de cuarzo. Los crisoles de cuarzo están hechos de arena de cuarzo de alta pureza. Tienen buena resistencia al calor. Tanto los crisoles de cuarzo como los de silicio cristalino son materiales silíceos. En el proceso de refinado de cristales de silicio a alta temperatura, el crisol puede evitar la contaminación de los cristales de silicio.
campo semiconductor
En semiconductores se utiliza principalmente arena de cuarzo de alta pureza. Lo utilizan para fabricar tubos, varillas y crisoles de cuarzo estándar. También se utiliza para fabricar tubos y varillas de cuarzo de calidad semiconductora de pureza ultraalta.
La arena se utiliza para semiconductores. Es de alta pureza y principalmente importado. El precio es de aproximadamente 1 millón de yuanes por tonelada.
La arena de cuarzo de alta pureza y calidad semiconductora necesita poco hierro y metales alcalinos. Estas son sus características clave. La arena de cuarzo tiene una distribución granulométrica concentrada y un bajo contenido de hidroxilo. Este tipo de arena de cuarzo produce vidrio de cuarzo. El vidrio que fabrica tiene muy pocos defectos. Estos incluyen burbujas, líneas de gas y líneas de colores.
Industria de la iluminación
El cristal de cuarzo transmite bien la luz. Transmite luz ultravioleta, visible e infrarroja (160 nm ~ 4500 nm). Es una materia prima clave para la iluminación industrial. Las luces eléctricas suelen producir una intensa descarga de gas. Por lo tanto, la superficie del material de la bombilla debe soportar altas temperaturas y presión. Para garantizar la calidad del tubo de la lámpara, la carcasa de la bombilla generalmente utiliza un tubo de cuarzo. Los productos específicos incluyen lámparas halógenas y lámparas HID. También incluyen luces para automóviles y otros productos de iluminación. También incluyen lámparas calefactoras por infrarrojos. Disponen de lámparas de esterilización ultravioleta y otras luces especiales.
IOTA6, IOTASTD e IOTACG son series de arena de cuarzo de alta pureza. Son de Sibelco (antes Unimin) en Estados Unidos. Son la principal materia prima para la fabricación de equipos de iluminación. Este equipo se utiliza para producir lámparas de xenón para automóviles. También fabrica lámparas halógenas, lámparas de descarga de gas de alta intensidad y lámparas de ultra alto rendimiento.
Cable de fibra óptica
La arena es muy pura. Se utiliza principalmente en comunicaciones ópticas. Se utiliza para fabricar preformas y materiales para fibras ópticas. El precio de la arena de alta pureza para la producción de fibra óptica oscila entre 45.000 y 55.000 yuanes por tonelada.
Las preformas de fibra óptica son la materia prima principal para la fabricación de cables de fibra óptica. Son las “joyas de la corona” de la industria de la fibra óptica. Son 70% de su valor. Los manguitos de cuarzo de alta pureza son el material exterior esencial para las preformas de fibra óptica. Las varillas de cuarzo, las varillas de cola, etc. son los materiales de soporte para el trefilado de fibras. Las varillas centrales y los manguitos de cuarzo tienen requisitos estrictos. Estos son para parámetros técnicos como la pureza del material y el contenido de hidroxilo.
Aeroespacial
El Instituto de Investigación Científica de Materiales de Construcción de China desarrolló vidrio de cuarzo que resiste la radiación. También fabricaron vidrio de cuarzo de alta pureza. El vidrio tiene propiedades ópticas específicas. Resiste la radiación de rayos cósmicos y el choque térmico. Se ha convertido en un componente óptico insustituible. Se utiliza en el sensor solar para sistemas de control de actitud de naves espaciales. La arena de cuarzo de alta pureza es ahora la principal materia prima. Reemplaza al mineral de cristal y se utiliza para fundir vidrio de cuarzo.
La fibra de cuarzo es una fibra inorgánica. Está elaborado de arena de cuarzo pura mediante un proceso especial. Se utiliza ampliamente en misiles, aviones y satélites. También se tratan radares, antenas de buques de guerra y ventanas electromagnéticas. Estos son para prevenir interferencias y antiinterferencias. También se utiliza en materiales de tecnología furtiva para aviones, buques de guerra y submarinos.
Campo óptico
El vidrio de cuarzo se fabrica mediante fusión eléctrica y refinación de gas. Utiliza arena de cuarzo de alta pureza como materia prima.
El vidrio de cuarzo es un componente crucial de los instrumentos ópticos. El vidrio de cuarzo transparente tiene buenas propiedades ópticas y un índice de refracción bajo. Puede cumplir con cualquier banda de transmisión de luz en el rango de 185-3500 mμ. Por lo tanto, se puede utilizar con fines transparentes tanto ultravioleta como infrarrojos. Esto es para instrumentos ópticos. Los principales productos son la fabricación de espectrógrafos, cámaras infrarrojas, prismas y lentes. Al mismo tiempo, el vidrio de cuarzo tiene una fuerte estabilidad térmica, con un valor entre 800~1000℃. El cristal de cuarzo también se utiliza en fotografías de gran altitud. Esto es para mirillas, telémetros y telescopios de alta temperatura.