La sabbia di quarzo è un elemento industriale chiave minerale. È ampiamente utilizzato nel trattamento delle acque. È utilizzato anche nel vetro, nella ceramica e nella metallurgia. È utilizzato anche in riempitivi, materiali superduri, prodotti chimici e petrolio. È utilizzato nella fibra di vetro, nei pannelli di silicato di calcio e nel fotovoltaico. È utilizzato anche nei semiconduttori, nell'illuminazione, nella fibra ottica, nell'aerospaziale e nell'ottica.
Tra questi ci sono il fotovoltaico, i semiconduttori, l'illuminazione, i cavi in fibra ottica, l'aerospaziale e l'ottica. Questi sono campi di fascia alta. Le materie prime sono principalmente sabbia di quarzo ad alta purezza e ultra-alta purezza.
Il mio paese ha molto quarzo. Ma lo utilizziamo principalmente in campi tradizionali come vetro, lastre e riempitivi. L'offerta e la domanda di quarzo comune sono bilanciate. La domanda è leggermente più alta. Il quarzo di alta qualità e persino un po' puro può essere autosufficiente. Queste industrie sono strategiche. Includono fotovoltaico, semiconduttori e fonti luminose. Devono comunque importare molta sabbia di quarzo molto pura. È sia ad alta purezza che ad altissima purezza.
Campi di applicazione tradizionali della sabbia di quarzo
Industria del trattamento delle acque
La sabbia di quarzo è il primo materiale filtrante. È anche il più ampiamente utilizzato per il trattamento delle acque reflue. La sabbia di quarzo è utilizzata principalmente come mezzo filtrante nel settore del trattamento delle acque. Può filtrare impurità inorganiche e organiche dal pozzo d'acqua. È anche ottima per fermare gli inquinanti.
Le dimensioni e lo spessore delle particelle di sabbia di quarzo sono vitali. Influiscono notevolmente sulla qualità della filtrazione. La normale sabbia di quarzo è adatta alla maggior parte degli scopi di filtrazione dell'acqua. Tuttavia, nelle centrali elettriche, la sabbia di quarzo utilizzata è altamente raffinata e purificata. Deve essere bianca pura, priva di polvere e resistente. Il filtro di sabbia di quarzo è stato modificato per acque reflue più difficili da trattare. Ciò ne migliora la filtrazione.
Bicchiere
Il biossido di silicio è la struttura principale del vetro. Garantisce che il vetro abbia elevata resistenza e buona stabilità. Quindi, la sabbia di quarzo è il minerale industriale più importante. È una materia prima nell'industria del vetro. Ciò include vetro piano, vetro giornaliero, vetro ultra-bianco, vetro fotovoltaico e vetro di quarzo.
La sabbia di quarzo per vetri silicati costituisce oltre 40% di tutta la sabbia di quarzo. La sabbia per vetro piano costituisce circa 20%. Diversi prodotti in vetro hanno requisiti diversi per la composizione della sabbia di quarzo.
Fusione meccanica
La sabbia silicea (sabbia di quarzo) è la più utilizzata e la più grande quantità di sabbia da fonderia. La sabbia silicea da fonderia è una particella resistente al calore. È composta da quarzo (SiO2) e ha dimensioni comprese tra 0,020 mm e 3,350 mm. La sabbia silicea è disponibile in due tipi. Esiste la sabbia silicea naturale, come la sabbia lavata, strofinata e selezionata. E c'è la sabbia silicea artificiale.
Le persone usano principalmente sabbia silicea naturale per la sabbia da stampaggio e sabbia per anime. La usano per leghe non ferrose, ferro e piccole e medie fusioni di acciaio. Noi usiamo principalmente sabbia silicea naturale selezionata. La usiamo per realizzare vari stampi e anime. Queste sabbie usano materia organica come legante. La sabbia silicea artificiale è usata principalmente per la sabbia da stampaggio e la sabbia per anime di fusioni di acciaio.
Pietra di quarzo artificiale
La pietra di quarzo artificiale è realizzata in pietra di quarzo naturale. Ciò include sabbia, polvere e altri materiali inorganici. Questi materiali sono per lo più di biossido di silicio. Sono le principali materie prime. I polimeri ad alto peso molecolare o il cemento, o una miscela dei due, sono materiali leganti. È chiamata pietra di quarzo o pietra di quarzo artificiale. Le persone di solito la chiamano quarzo. È una pietra artificiale utilizzata per la decorazione.
La pietra di quarzo artificiale è sabbia di quarzo naturale 90%. Il resto è costituito da coloranti, resine e altri additivi. Servono per regolare la legatura e la polimerizzazione. Non esiste uno standard unificato per i requisiti delle materie prime di quarzo. Finché è un minerale di quarzo, può essere utilizzato per pietre di quarzo artificiali. Ciò include quarzo venato, quarzo sabbiato, quarzo stagionato e altri. Attualmente, il quarzo venato è il materiale principale sul mercato.
Industria metallurgica
In metallurgia, il quarzo può produrre materiali refrattari, chiamati mattoni di silicio. Può anche fondere leghe di silicio. Tra queste, ferrosilicio, silicio manganese e silicio cromo. Può anche essere utilizzato come fondente. Il quarzo contiene molto biossido di silicio. Può essere utilizzato per produrre silicio industriale. Quindi, la silice (quarzo) per la metallurgia può essere divisa apposta. Può essere divisa in silice per materiali refrattari. Inoltre, silice per ferroleghe e silicio industriale. Il contenuto di SiO2 della fusione di silice ferrosilicio è superiore a 97%. Deve essere in grado di resistere efficacemente alle esplosioni ad alta temperatura.
Ceramica
Il quarzo è una delle principali materie prime per la produzione di ceramica. È essenziale per i grezzi e le smaltature in ceramica. Ciò include ceramiche di uso quotidiano e porcellana ad alto contenuto di silice. L'utilizzo massimo di quarzo nei grezzi e nelle smaltature in ceramica è 40%. In genere, è di provenienza locale e la sabbia di quarzo commerciale è raramente utilizzata. Le smaltature colorate necessitano di alcuni ingredienti di base. Ne hanno bisogno perché la formula ha requisiti rigorosi. Un ingrediente necessario è la sabbia di quarzo. Deve avere una composizione pura. Quindi, le persone generalmente utilizzano sabbia di quarzo nelle smaltature e nei grezzi in ceramica. Questi requisiti hanno standard più elevati. L'utilizzo di sabbia di quarzo nelle smaltature è 10% a 30%.
L'industria della ceramica utilizza materie prime comuni. Tra cui quarzo venato, quarzite, quarzo in polvere e altri. Nella ceramica, la purezza del quarzo, i livelli di ferro e titanio sono fondamentali. Così come lo sono dimensione delle particelle e forma.
Riempitivi funzionali
La sabbia di quarzo viene macinata in micropolvere di silicio. Può riempire laminati rivestiti in rame. È anche utilizzata nei composti di stampaggio epossidici. È presente in isolanti, gomma, materie plastiche, rivestimenti, adesivi, cosmetici e altro ancora.
Ad esempio, il settore EMC è il mercato principale per le microsfere di silicio. Questo è il mercato di applicazione tradizionale. Il riempitivo di EMC utilizza principalmente micropolvere di silicio, con una quantità di riempimento da 60% a 90%. Attualmente, il tasso di riempimento più elevato di micropolvere di silicio sferica in un composto per stampaggio epossidico (EMC) è superiore a 90%. È il più alto al mondo.
Materiali superduri
Ora, il mio paese produce carburo di silicio a livello industriale. È disponibile in due tipi: nero e verde. Il carburo di silicio nero è fatto di sabbia di quarzo e coke di petrolio. Utilizza anche silice di alta qualità come materia prima principale. Viene fuso ad alte temperature in un forno a resistenza. Il carburo di silicio verde è fatto di coke di petrolio e silice di alta qualità. Viene aggiunto sale come additivo. Viene fuso ad alte temperature in un forno a resistenza.
Industria chimica
In chimico lavorazione del prodotto, la sabbia di quarzo è la materia prima principale. È utilizzata per produrre silicato di potassio e silicato di sodio. È anche utilizzata per produrre varie forme di biossido di silicio. Il silicato di sodio è anche noto come vetro solubile. È un silicato solubile ottenuto mescolando sabbia e alcali in una certa proporzione. Quindi, si scioglie ad alta temperatura. Attualmente, il silicato di sodio è il prodotto principale della serie di silicio. La sua produzione è superiore a 90% di tutti i silicati solubili. Il silicato di sodio è il principale silicato inorganico. È una sostanza chimica grezza essenziale per tutte le industrie, si scioglie.
Il silicato di sodio richiede sabbia di quarzo molto pura. Deve almeno soddisfare gli standard della sabbia di grado vetro per contenitori. Ad esempio, deve avere meno di 0,03% di ferro (Fe2O3) e minerali pesanti meno di 5×10-6. Ma ha limiti rigorosi per Al2O3 e CaO. Devono essere inferiori a 0,1%. In alcuni casi, i requisiti sono più elevati e i loro contenuti sono compresi tra 0,01% e 0,02%.
Industria petrolifera
Ora, l'industria petrolifera utilizza principalmente sabbia di quarzo naturale. Utilizza anche ceramiche artificiali e materiali di supporto rivestiti. La sabbia di quarzo costituisce 80%, ceramsite 10% e resina rivestita 10%.
Ora, PetroChina utilizza principalmente materiali di supporto di sabbia di quarzo. Nel 2022, la società ha utilizzato 8,34 milioni di tonnellate di materiali di supporto. La sabbia di quarzo ha rappresentato 7,14 milioni di tonnellate, ovvero 85,6%. Tra queste, la quota di sabbia di quarzo nel gas di scisto poco profondo al di sotto dei 3.500 metri è salita da 34% a 75%. Il petrolio di scisto di Daqing Gulong e Xinjiang è costituito da quasi 100% di sabbia di quarzo.
Fibra di vetro
La fibra di vetro è realizzata con materiali inorganici. Questi materiali includono pirofillite, sabbia di quarzo, calcare, dolomite, colemanite, boraxite e altri minerali. Vengono utilizzate anche materie prime chimiche, come acido borico e carbonato di sodio. È ampiamente utilizzata nei materiali per l'edilizia e l'elettronica. Inoltre, in ferrovie, prodotti chimici, automobili, aerei ed energia eolica. È utilizzata per filtri, ingegneria ambientale e marina e altro ancora.
Il costo di produzione della fibra di vetro è di 21,7% materie prime. Questi materiali includono pirofillite, sabbia di quarzo e calcare. La pirofillite è circa un terzo di questa quantità. Sabbia di quarzo e calcare insieme sono anche una parte significativa.
Pannello in silicato di calcio
Il pannello di silicato di calcio è un pannello da costruzione inorganico. Ha un'elevata resistenza ed è molto stabile. È fatto di silice, calcio e fibre. Sono le principali materie prime. Sono formate in una poltiglia, compattate in una lastra e quindi autoclavate. Può essere ampiamente utilizzato per la decorazione dell'isolamento termico delle pareti. Ciò include sia l'interno che l'esterno delle case. Include soffitti, divisori per cabine, cartelloni pubblicitari e altro ancora. La sabbia di quarzo è una materia prima fondamentale per i prodotti in silicato di calcio. Costituisce 40% della materia prima per il pannello di silicato di calcio.
Campi di applicazione di fascia alta della sabbia di quarzo
Industria fotovoltaica
Nell'industria fotovoltaica, la sabbia di quarzo pura è utilizzata principalmente per i prodotti al quarzo. Questi includono tubi di diffusione, trasportatori e crogioli ad arco. Sono per la produzione di celle solari in silicio policristallino e monocristallino.
Gli ultimi prezzi per i crogioli di quarzo nazionali sono: sabbia esterna, 50.000 yuan/tonnellata; sabbia intermedia, 100.000-120.000 yuan/tonnellata; e sabbia interna, 190.000-220.000 yuan/tonnellata. L'ultima quotazione per la sabbia importata è di 600.000 yuan/tonnellata.
L'estrazione del silicio monocristallino ha requisiti rigorosi sul contenuto di impurità metalliche nella sabbia di quarzo. I crogioli di quarzo sono realizzati in sabbia di quarzo ad alta purezza. Hanno una buona resistenza al calore. Sia i crogioli di quarzo che il silicio cristallino sono materiali silicei. Nel processo di raffinazione ad alta temperatura dei cristalli di silicio, il crogiolo può evitare la contaminazione dei cristalli di silicio.
Campo dei semiconduttori
Nei semiconduttori, usano principalmente sabbia di quarzo ad alta purezza. La usano per realizzare tubi, barre e crogioli di quarzo standard. Viene anche usata per realizzare tubi e barre di quarzo di grado semiconduttore ad altissima purezza.
La sabbia è usata per i semiconduttori. È di elevata purezza e viene principalmente importata. Il prezzo è di circa 1 milione di yuan/tonnellata.
La sabbia di quarzo di grado semiconduttore e ad alta purezza necessita di poco ferro e metallo alcalino. Queste sono le sue caratteristiche principali. La sabbia di quarzo ha una distribuzione granulometrica concentrata e un basso contenuto di idrossile. Questo tipo di sabbia di quarzo produce vetro di quarzo. Il vetro che produce ha pochissimi difetti. Questi includono bolle, linee di gas e linee di colore.
Settore dell'illuminazione
Il vetro al quarzo trasmette bene la luce. Trasmette luce ultravioletta, visibile e infrarossa (160nm~4500nm). È una materia prima fondamentale per l'illuminazione industriale. Le luci elettriche solitamente producono una scarica di gas intensa. Quindi, la superficie del materiale della lampadina deve resistere a calore e pressione elevati. Per garantire la qualità del tubo della lampada, il guscio della lampadina utilizza generalmente un tubo al quarzo. Prodotti specifici includono lampade alogene e lampade HID. Includono anche luci per autoveicoli e altri prodotti di illuminazione. Includono anche lampade riscaldanti a infrarossi. Hanno lampade di sterilizzazione ultravioletta e altre luci speciali.
IOTA6, IOTASTD e IOTACG sono serie di sabbia di quarzo ad alta purezza. Provengono da Sibelco (ex Unimin) negli Stati Uniti. Sono le principali materie prime per la produzione di apparecchiature di illuminazione. Questa apparecchiatura è utilizzata per produrre lampade allo xeno per autoveicoli. Produce anche lampade alogene, lampade a scarica di gas ad alta intensità e lampade ad altissime prestazioni.
Cavo in fibra ottica
La sabbia è molto pura. È utilizzata principalmente nelle comunicazioni ottiche. È utilizzata per realizzare preforme e materiali per fibre ottiche. Il prezzo della sabbia ad alta purezza per la produzione di fibre ottiche è compreso tra 45.000 e 55.000 yuan/tonnellata.
Le preforme in fibra ottica sono le materie prime principali per la produzione di cavi in fibra ottica. Sono i "gioielli della corona" dell'industria della fibra ottica. Sono 70% del suo valore. Le guaine in quarzo ad alta purezza sono il materiale essenziale per la pelle esterna delle preforme in fibra ottica. Le aste di destinazione in quarzo, le aste di coda, ecc. sono i materiali di supporto per la trafilatura della fibra. Le aste centrali e le guaine in quarzo hanno requisiti rigorosi. Questi sono per parametri tecnici come la purezza del materiale e il contenuto di idrossile.
Aerospaziale
Il China Building Materials Science Research Institute ha sviluppato un vetro al quarzo che resiste alle radiazioni. Hanno anche prodotto un vetro al quarzo ad alta purezza. Il vetro ha proprietà ottiche specifiche. Resiste alle radiazioni dei raggi cosmici e agli shock termici. È diventato un componente ottico insostituibile. Viene utilizzato nel sensore solare per i sistemi di controllo dell'assetto delle astronavi. La sabbia di quarzo ad alta purezza è ora la materia prima principale. Sostituisce il minerale di cristallo e viene utilizzata per fondere il vetro al quarzo.
La fibra di quarzo è una fibra inorganica. È realizzata in pura sabbia di quarzo tramite uno speciale processo. È ampiamente utilizzata in missili, aerei e satelliti. Sono trattati anche radar, antenne di navi da guerra e finestre elettromagnetiche. Questi servono per prevenire le interferenze e l'anti-interferenza. È utilizzata anche nei materiali della tecnologia stealth per aerei, navi da guerra e sottomarini.
Campo ottico
Il vetro di quarzo è prodotto tramite fusione elettrica e raffinazione a gas. Utilizza sabbia di quarzo ad alta purezza come materia prima.
Il vetro di quarzo è un componente cruciale degli strumenti ottici. Il vetro di quarzo trasparente ha buone proprietà ottiche e un basso indice di rifrazione. Può soddisfare qualsiasi banda di trasmissione della luce nell'intervallo 185-3500mμ. Pertanto, può essere utilizzato sia per scopi di trasparenza ultravioletta che infrarossa. Questo è per gli strumenti ottici. I prodotti principali sono la fabbricazione di spettrografi, telecamere a infrarossi, prismi e lenti. Allo stesso tempo, il vetro di quarzo ha una forte stabilità termica, con un valore compreso tra 800~1000℃. Il vetro di quarzo è utilizzato anche nella fotografia ad alta quota. Questo è per finestre peep ad alta temperatura, telemetri e telescopi.