A areia de quartzo é um produto industrial essencial mineral. É amplamente utilizado no tratamento de água. Também é usado em vidro, cerâmica e metalurgia. Também é usado em enchimentos, materiais superduros, produtos químicos e petróleo. É usado em fibra de vidro, placa de silicato de cálcio e fotovoltaicos. Também é usado em semicondutores, iluminação, fibra óptica, aeroespacial e óptica.
Entre eles estão energia fotovoltaica, semicondutores, iluminação, cabos de fibra óptica, aeroespacial e óptica. Esses são campos de alta qualidade. As matérias-primas são principalmente areia de quartzo de alta e ultra-alta pureza.
Meu país tem muito quartzo. Porém, nós o usamos principalmente em campos tradicionais, como vidros, pratos e enchimentos. A oferta e a demanda por quartzo comum estão equilibradas. A demanda é um pouco maior. O quartzo de alta qualidade e até mesmo um tanto puro pode ser autossuficiente. Essas indústrias são estratégicas. Eles incluem energia fotovoltaica, semicondutores e fontes de luz. Eles ainda precisam importar muita areia de quartzo muito pura. É de alta pureza e ultra-alta pureza.
Áreas de aplicação tradicionais de areia de quartzo
Indústria de tratamento de água
A areia de quartzo é o material filtrante mais antigo. É também o mais utilizado para tratamento de águas residuais. A areia de quartzo é usada principalmente como meio filtrante na indústria de tratamento de água. Ele pode filtrar bem as impurezas inorgânicas e orgânicas da água. Também é ótimo para impedir poluentes.
O tamanho e a espessura das partículas de areia de quartzo são vitais. Eles afetam muito a qualidade da filtração. A areia de quartzo comum é adequada para a maioria dos fins de filtragem de água. Mas, nas usinas, a areia de quartzo utilizada é altamente refinada e purificada. Ele precisa ser branco puro, livre de poeira e forte. O filtro de areia de quartzo foi modificado para águas residuais mais difíceis de tratar. Isso melhora sua filtragem.
Vidro
O dióxido de silício é a estrutura principal do vidro. Garante que o vidro tenha alta resistência e boa estabilidade. Assim, a areia de quartzo é o mineral industrial mais importante. É matéria-prima da indústria do vidro. Isso inclui vidro plano, vidro diário, vidro ultrabranco, vidro fotovoltaico e vidro de quartzo.
A areia de quartzo para vidros de silicato representa mais de 40% de toda a areia de quartzo. Areia para vidro plano representa cerca de 20%. Diferentes produtos de vidro têm requisitos diferentes para a composição da areia de quartzo.
Fundição Mecânica
A areia de sílica (areia de quartzo) é a mais utilizada e a maior quantidade de areia de fundição. A areia de sílica de fundição é uma partícula resistente ao calor. É feito de quartzo (SiO2) e tem tamanho de 0,020 mm a 3,350 mm. A areia de sílica vem em dois tipos. Existe naturalmente areia de sílica, como areia lavada, esfregada e selecionada. E há areia de sílica artificial.
As pessoas usam principalmente areia de sílica natural para moldar areia e areia central. Eles o usam para ligas não ferrosas, ferro e peças fundidas de aço de pequeno e médio porte. Usamos principalmente areia de sílica natural selecionada. Nós o usamos para fazer vários moldes e núcleos. Essas areias utilizam matéria orgânica como aglutinante. A areia de sílica artificial é usada principalmente para moldar areia e areia de núcleo de peças fundidas de aço.
Pedra de quartzo artificial
A pedra de quartzo artificial é feita de pedra de quartzo natural. Isso inclui areia, pó e outros materiais inorgânicos. Esses materiais são principalmente de dióxido de silício. São as principais matérias-primas. Polímeros de alto peso molecular ou cimento, ou uma mistura dos dois, são materiais de ligação. É chamada de pedra de quartzo ou pedra de quartzo artificial. As pessoas costumam chamá-lo de quartzo. É uma pedra artificial usada para decoração.
A pedra de quartzo artificial é areia de quartzo natural 90%. O restante consiste em corantes, resinas e outros aditivos. Eles são para ajustar a colagem e a cura. Não existe um padrão unificado para os requisitos das matérias-primas de quartzo. Desde que seja um minério de quartzo, pode ser usado para pedras artificiais de quartzo. Isso inclui quartzo veio, quartzo arenoso, quartzo desgastado e outros. Atualmente, o quartzo veio é o principal material do mercado.
Indústria Metalúrgica
Na metalurgia, o quartzo pode produzir materiais refratários, chamados tijolos de silício. Também pode fundir ligas de silício. Isso inclui ferrossilício, silício-manganês e silício-cromo. Também pode ser usado como fluxo. O quartzo contém muito dióxido de silício. Pode ser usado para fazer silício industrial. Assim, a sílica (quartzo) para metalurgia pode ser dividida propositalmente. Pode ser dividido em sílica para materiais refratários. Além disso, sílica para ferroligas e silício industrial. O teor de SiO2 da sílica de ferrossilício fundido é superior a 97%. Deve ser capaz de resistir eficazmente a explosões de alta temperatura.
Cerâmica
O quartzo é uma das principais matérias-primas para a produção cerâmica. É vital em peças cerâmicas e esmaltes. Isso inclui cerâmica de uso diário e porcelana com alto teor de sílica. O uso máximo de quartzo em blanks e esmaltes cerâmicos é 40%. Geralmente, é obtido localmente e raramente é usada areia de quartzo comercial. Os esmaltes coloridos precisam de alguns ingredientes básicos. Eles precisam disso porque a fórmula tem requisitos rígidos. Um ingrediente necessário é a areia de quartzo. Deve ter uma composição pura. Portanto, as pessoas geralmente usam areia de quartzo em esmaltes e peças cerâmicas. Esses requisitos têm padrões mais elevados. O uso de areia de quartzo em esmaltes é de 10% a 30%.
A indústria cerâmica usa matérias-primas comuns. Elas incluem quartzo venoso, quartzito, quartzo em pó e outros. Na cerâmica, a pureza do quartzo, os níveis de ferro e titânio são essenciais. Assim como o tamanho da partícula e forma.
Enchimentos funcionais
A areia de quartzo é transformada em micropó de silício. Pode preencher laminados revestidos de cobre. Também é usado em compostos de moldagem epóxi. Está em isolamento, borracha, plásticos, revestimentos, adesivos, cosméticos e muito mais.
Por exemplo, a indústria EMC é o principal mercado para microesferas de silício. Este é o mercado de aplicativos tradicional. O enchimento da EMC utiliza principalmente micropó de silício, com uma quantidade de enchimento de 60% a 90%. Atualmente, a maior taxa de enchimento de micropó de silício esférico em um composto de moldagem epóxi (EMC) é superior a 90%. É o mais alto do mundo.
Materiais superduros
Agora, meu país produz carboneto de silício industrialmente. Ele vem em dois tipos: preto e verde. O carboneto de silício preto é feito de areia de quartzo e coque de petróleo. Também utiliza sílica de alta qualidade como principal matéria-prima. É fundido em altas temperaturas em um forno de resistência. O carboneto de silício verde é feito de coque de petróleo e sílica de alta qualidade. O sal é adicionado como aditivo. É fundido em altas temperaturas em um forno de resistência.
Indústria química
Em químico processamento de produtos, areia de quartzo é a principal matéria-prima. É usada para fazer silicato de potássio e silicato de sódio. Também é usada para fazer várias formas de dióxido de silício. O silicato de sódio também é conhecido como vidro de água. É um silicato solúvel feito pela mistura de areia e álcali em uma certa proporção. Então, ele derrete em alta temperatura. Atualmente, o silicato de sódio é o principal produto da série de silício. Sua produção é de mais de 90% de todos os silicatos solúveis. O silicato de sódio é o principal silicato inorgânico. É um produto químico bruto essencial para todas as indústrias, ele derrete.
O silicato de sódio requer areia de quartzo muito pura. Deve atender pelo menos aos padrões de areia de vidro para recipientes. Por exemplo, deve ter menos de 0,03% de ferro (Fe2O3) e minerais pesados menos de 5×10-6. Porém, tem limites rígidos para Al2O3 e CaO. Eles devem ser inferiores a 0,1%. Em alguns casos, os requisitos são maiores e seus conteúdos ficam entre 0,01% e 0,02%.
Indústria Petrolífera
Agora, a indústria petrolífera utiliza principalmente areia de quartzo natural. Também utiliza cerâmica artificial e propantes revestidos. A areia de quartzo compõe 80%, ceramsite 10% e resina revestida 10%.
Agora, a PetroChina usa principalmente propantes de areia de quartzo. Em 2022, a empresa utilizou 8,34 milhões de toneladas de propantes. A areia de quartzo foi responsável por 7,14 milhões de toneladas, ou 85,6%. Entre eles, a participação de areia de quartzo no gás de xisto raso abaixo de 3.500 metros aumentou de 34% para 75%. O óleo de xisto Daqing Gulong e Xinjiang é quase 100% de areia de quartzo.
Fibra de vidro
A fibra de vidro é feita de materiais inorgânicos. Esses materiais incluem pirofilita, areia de quartzo, calcário, dolomita, colemanita, boraxita e outros minerais. Também são utilizadas matérias-primas químicas, como ácido bórico e carbonato de sódio. É amplamente utilizado em materiais para construção e eletrônica. Além disso, em ferrovias, produtos químicos, carros, aviões e energia eólica. É usado para filtros, engenharia ambiental e marítima e muito mais.
O custo de fabricação da fibra de vidro é de 21,7% de matéria-prima. Esses materiais incluem pirofilita, areia de quartzo e calcário. A pirofilita representa cerca de um terço dessa quantidade. Areia de quartzo e calcário juntos também são uma parte significativa.
Placa de silicato de cálcio
A placa de silicato de cálcio é uma placa de construção inorgânica. Tem alta resistência e é muito estável. É feito de sílica, cálcio e fibras. São as principais matérias-primas. Eles são transformados em uma pasta, compactados em uma placa e depois autoclavados. Pode ser amplamente utilizado para decoração de isolamento térmico de paredes. Isso inclui casas internas e externas. Inclui tetos, divisórias de cabine, outdoors e muito mais. A areia de quartzo é uma matéria-prima essencial para produtos de silicato de cálcio. Constitui 40% da matéria-prima para placas de silicato de cálcio.
Campos de aplicação de alta qualidade de areia de quartzo
Indústria Fotovoltaica
Na indústria fotovoltaica, a areia de quartzo pura é usada principalmente para produtos de quartzo. Estes incluem tubos de difusão, transportadores e cadinhos de arco. Destinam-se à fabricação de células solares de silício policristalino e monocristalino.
Os preços mais recentes dos cadinhos de quartzo domésticos são: areia externa, 50.000 yuans/ton; areia média, 100.000-120.000 yuan/ton; e areia interna, 190.000-220.000 yuans/ton. A cotação mais recente para areia importada é de 600 mil yuans/tonelada.
A extração de silício de cristal único tem requisitos rígidos quanto ao conteúdo de impurezas metálicas na areia de quartzo. Os cadinhos de quartzo são feitos de areia de quartzo de alta pureza. Eles têm boa resistência ao calor. Tanto os cadinhos de quartzo quanto o silício cristalino são materiais siliciosos. No processo de refino de cristais de silício em alta temperatura, o cadinho pode evitar a contaminação dos cristais de silício.
Campo semicondutor
Em semicondutores, eles usam principalmente areia de quartzo de alta pureza. Eles o usam para fazer tubos, hastes e cadinhos de quartzo padrão. Também é usado para fazer tubos e hastes de quartzo de grau semicondutor de ultra-alta pureza.
Areia é usada para semicondutores. É de alta pureza e principalmente importado. O preço é de cerca de 1 milhão de yuans/tonelada.
A areia de quartzo de alta pureza e grau semicondutor precisa de baixo teor de ferro e metal alcalino. Estas são suas principais características. A areia de quartzo possui distribuição granulométrica concentrada e baixo teor de hidroxila. Este tipo de areia de quartzo produz vidro de quartzo. O vidro que fabrica tem poucos defeitos. Isso inclui bolhas, linhas de gás e linhas coloridas.
Indústria de Iluminação
O vidro de quartzo transmite bem a luz. Transmite luz ultravioleta, visível e infravermelha (160nm ~ 4500nm). É uma matéria-prima fundamental para iluminação industrial. As luzes elétricas geralmente produzem intensa descarga de gás. Portanto, a superfície do material do bulbo deve suportar altas temperaturas e pressões. Para garantir a qualidade do tubo da lâmpada, o invólucro da lâmpada geralmente utiliza um tubo de quartzo. Produtos específicos incluem lâmpadas halógenas e lâmpadas HID. Eles também incluem luzes automotivas e outros produtos de iluminação. Eles também incluem lâmpadas de aquecimento infravermelho. Eles possuem lâmpadas ultravioleta de esterilização e outras luzes especiais.
IOTA6, IOTASTD e IOTACG são séries de areia de quartzo de alta pureza. Eles são da Sibelco (antiga Unimin) nos Estados Unidos. São a principal matéria-prima para a fabricação de equipamentos de iluminação. Este equipamento é utilizado para produzir lâmpadas de xenônio automotivas. Também fabrica lâmpadas halógenas, lâmpadas de descarga de gás de alta intensidade e lâmpadas de altíssimo desempenho.
Cabo de fibra ótica
A areia é muito pura. É usado principalmente em comunicações ópticas. É usado para fazer pré-formas e materiais para fibras ópticas. O preço da areia de alta pureza para produção de fibra óptica está entre 45.000-55.000 yuans/ton.
As pré-formas de fibra óptica são as principais matérias-primas para a fabricação de cabos de fibra óptica. São as “joias da coroa” da indústria de fibra óptica. Eles são 70% do seu valor. Mangas de quartzo de alta pureza são o material de revestimento externo essencial para pré-formas de fibra óptica. Hastes alvo de quartzo, hastes traseiras, etc. são os materiais de suporte para trefilação de fibras. As hastes centrais e as mangas de quartzo têm requisitos rigorosos. Estes são para parâmetros técnicos como pureza do material e teor de hidroxila.
Aeroespacial
O Instituto de Pesquisa Científica de Materiais de Construção da China desenvolveu vidro de quartzo que resiste à radiação. Eles também fabricavam vidro de quartzo de alta pureza. O vidro possui propriedades ópticas específicas. Resiste à radiação de raios cósmicos e ao choque térmico. Tornou-se um componente óptico insubstituível. É usado no sensor solar para sistemas de controle de atitude de naves espaciais. A areia de quartzo de alta pureza é hoje a principal matéria-prima. Substitui o minério de cristal e é usado para derreter o vidro de quartzo.
A fibra de quartzo é uma fibra inorgânica. É feito de areia pura de quartzo através de um processo especial. É amplamente utilizado em mísseis, aviões e satélites. Radar, antenas de navios de guerra e janelas eletromagnéticas também são cobertos. Estes são para prevenir interferências e anti-interferência. Também é usado em materiais de tecnologia furtiva para aeronaves, navios de guerra e submarinos.
Campo óptico
O vidro de quartzo é feito por fusão elétrica e refino de gás. Utiliza areia de quartzo de alta pureza como matéria-prima.
O vidro de quartzo é um componente crucial dos instrumentos ópticos. O vidro de quartzo transparente possui boas propriedades ópticas e baixo índice de refração. Pode atender qualquer faixa de transmissão de luz na faixa de 185-3500mμ. Portanto, ele pode ser usado tanto para fins transparentes ultravioleta quanto infravermelho. Isto é para instrumentos ópticos. Os principais produtos são a fabricação de espectrógrafos, câmeras infravermelhas, prismas e lentes. Ao mesmo tempo, o vidro de quartzo possui forte estabilidade térmica, com um valor entre 800~1000℃. O vidro de quartzo também é usado em fotografia de alta altitude. Isso é para peep windows, telêmetros e telescópios de alta temperatura.