Cát thạch anh là một ngành công nghiệp quan trọng khoáng sản. Nó được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước. Nó cũng được sử dụng trong thủy tinh, gốm sứ và luyện kim. Nó cũng được sử dụng trong chất độn, vật liệu siêu cứng, hóa chất và dầu mỏ. Nó được sử dụng trong sợi thủy tinh, tấm canxi silicat và quang điện. Nó cũng được sử dụng trong chất bán dẫn, chiếu sáng, sợi quang, hàng không vũ trụ và quang học.
Trong số này có quang điện, chất bán dẫn, chiếu sáng, cáp quang, hàng không vũ trụ và quang học. Đây là những lĩnh vực cao cấp. Nguyên liệu thô chủ yếu là cát thạch anh có độ tinh khiết cao và siêu tinh khiết.
Đất nước tôi có rất nhiều thạch anh. Tuy nhiên, chúng tôi chủ yếu sử dụng nó trong các lĩnh vực truyền thống như thủy tinh, tấm và chất độn. Cung và cầu thạch anh thông thường được cân bằng. Nhu cầu cao hơn một chút. Thạch anh chất lượng cao và thậm chí hơi tinh khiết có thể tự cung cấp đủ. Những ngành này mang tính chiến lược. Chúng bao gồm quang điện, chất bán dẫn và nguồn sáng. Họ vẫn phải nhập khẩu rất nhiều cát thạch anh rất tinh khiết. Nó có cả độ tinh khiết cao và độ tinh khiết cực cao.
Các lĩnh vực ứng dụng truyền thống của cát thạch anh
Công nghiệp xử lý nước
Cát thạch anh là vật liệu lọc sớm nhất. Nó cũng được sử dụng rộng rãi nhất để xử lý nước thải. Cát thạch anh chủ yếu được sử dụng làm phương tiện lọc trong ngành xử lý nước. Nó có thể lọc các tạp chất vô cơ và hữu cơ khỏi giếng nước. Nó cũng có tác dụng tuyệt vời trong việc ngăn chặn các chất ô nhiễm.
Kích thước và độ dày của các hạt cát thạch anh là rất quan trọng. Chúng ảnh hưởng lớn đến chất lượng lọc. Cát thạch anh thông thường phù hợp với hầu hết các mục đích lọc nước. Tuy nhiên, trong các nhà máy điện, cát thạch anh được sử dụng rất tinh khiết và tinh khiết. Nó cần phải có màu trắng tinh khiết, không có bụi và chắc chắn. Bộ lọc cát thạch anh đã được sửa đổi để xử lý nước thải khó hơn. Điều này cải thiện quá trình lọc của nó.
Thủy tinh
Silicon dioxide là cấu trúc chính của thủy tinh. Nó đảm bảo kính có độ bền cao và độ ổn định tốt. Vì vậy, cát thạch anh là khoáng sản công nghiệp quan trọng nhất. Là nguyên liệu thô trong ngành thủy tinh. Điều này bao gồm kính phẳng, kính hàng ngày, kính siêu trắng, kính quang điện và kính thạch anh.
Cát thạch anh dùng cho kính silicat chiếm hơn 40% trong tổng số cát thạch anh. Cát dùng cho kính phẳng chiếm khoảng 20%. Các sản phẩm thủy tinh khác nhau có yêu cầu khác nhau về thành phần cát thạch anh.
Đúc cơ khí
Cát silic (cát thạch anh) được sử dụng rộng rãi nhất và có lượng cát đúc lớn nhất. Cát silic đúc là một loại hạt chịu nhiệt. Nó được làm bằng thạch anh (SiO2) và có kích thước 0,020mm-3,350mm. Cát silic có hai loại. Có cát silic tự nhiên, giống như cát đã được rửa sạch, chà rửa và chọn lọc. Và có cát silic nhân tạo.
Người ta chủ yếu sử dụng cát silic tự nhiên để đúc cát và cát lõi. Họ sử dụng nó cho các hợp kim màu, sắt và đúc thép từ nhỏ đến trung bình. Chúng tôi chủ yếu sử dụng cát silic tự nhiên đã được chọn lọc. Chúng tôi sử dụng nó để làm các loại khuôn và lõi khác nhau. Những loại cát này sử dụng chất hữu cơ làm chất kết dính. Cát silic nhân tạo chủ yếu được sử dụng để đúc cát và cát lõi của vật đúc thép.
Đá thạch anh nhân tạo
Đá thạch anh nhân tạo được làm từ đá thạch anh tự nhiên. Điều này bao gồm cát, bột và các vật liệu vô cơ khác. Những vật liệu này chủ yếu là silicon dioxide. Chúng là nguyên liệu chính. Các polyme hoặc xi măng phân tử cao, hoặc hỗn hợp của cả hai, là vật liệu liên kết. Người ta gọi là đá thạch anh hay đá thạch anh nhân tạo. Người ta thường gọi nó là thạch anh. Đó là một loại đá nhân tạo được sử dụng để trang trí.
Đá thạch anh nhân tạo là cát thạch anh tự nhiên 90%. Phần còn lại bao gồm chất tạo màu, nhựa và các chất phụ gia khác. Chúng dùng để điều chỉnh liên kết và bảo dưỡng. Không có tiêu chuẩn thống nhất cho các yêu cầu của nguyên liệu thạch anh. Chỉ cần là quặng thạch anh thì có thể dùng làm đá thạch anh nhân tạo. Điều này bao gồm thạch anh tĩnh mạch, thạch anh cát, thạch anh phong hóa và các loại khác. Hiện nay, thạch anh tĩnh mạch là vật liệu chính trên thị trường.
Công nghiệp luyện kim
Trong luyện kim, thạch anh có thể tạo ra vật liệu chịu lửa, gọi là gạch silicon. Nó cũng có thể nấu chảy hợp kim silicon. Chúng bao gồm ferrosilicon, silicon mangan và silicon crom. Nó cũng có thể được sử dụng như một thông lượng. Thạch anh có rất nhiều silicon dioxide. Nó có thể được sử dụng để sản xuất silicon công nghiệp. Vì vậy, silica (thạch anh) dùng cho luyện kim có thể được phân chia theo mục đích. Nó có thể được tách thành silica cho vật liệu chịu lửa. Ngoài ra, silica dùng cho hợp kim sắt và silicon công nghiệp. Hàm lượng SiO2 của ferrosilicon silica nấu chảy là trên 97%. Nó phải có khả năng chịu được các vụ nổ ở nhiệt độ cao một cách hiệu quả.
Gốm sứ
Thạch anh là một trong những nguyên liệu chính để sản xuất gốm sứ. Nó rất quan trọng trong phôi gốm và men. Điều này bao gồm gốm sứ sử dụng hàng ngày và sứ có hàm lượng silic cao. Việc sử dụng thạch anh tối đa trong phôi gốm và men là 40%. Nói chung, nó có nguồn gốc ở địa phương và cát thạch anh thương mại hiếm khi được sử dụng. Men màu cần một số thành phần cơ bản. Họ cần những thứ này vì công thức có những yêu cầu nghiêm ngặt. Một thành phần cần thiết là cát thạch anh. Nó phải có thành phần tinh khiết. Vì vậy, người ta thường sử dụng cát thạch anh trong men gốm và phôi gốm. Những yêu cầu này có tiêu chuẩn cao hơn. Việc sử dụng cát thạch anh trong men là 10% đến 30%.
Ngành công nghiệp gốm sứ sử dụng các nguyên liệu thô thông thường. Chúng bao gồm thạch anh mạch, thạch anh, thạch anh bột và các loại khác. Trong gốm sứ, độ tinh khiết của thạch anh, sắt và mức độ titan là chìa khóa. Cũng như kích thước hạt và hình dạng.
Chất độn chức năng
Cát thạch anh được nghiền thành bột silicon. Nó có thể lấp đầy các tấm đồng mạ. Nó cũng được sử dụng trong các hợp chất đúc epoxy. Nó có trong vật liệu cách nhiệt, cao su, nhựa, chất phủ, chất kết dính, mỹ phẩm, v.v.
Ví dụ, ngành công nghiệp EMC là thị trường chính cho các vi hạt silicon. Đây là thị trường ứng dụng truyền thống. Chất độn của EMC chủ yếu sử dụng vi bột silicon, với lượng làm đầy từ 60% đến 90%. Hiện nay, tốc độ lấp đầy cao nhất của vi bột silicon hình cầu trong hợp chất đúc epoxy (EMC) là trên 90%. Đó là mức cao nhất trên thế giới.
Vật liệu siêu cứng
Bây giờ, đất nước tôi sản xuất silicon cacbua một cách công nghiệp. Nó có hai loại: đen và xanh lá cây. Cacbua silic đen được làm từ cát thạch anh và than cốc dầu mỏ. Nó cũng sử dụng silica chất lượng cao làm nguyên liệu chính. Nó được nấu chảy ở nhiệt độ cao trong lò điện trở. Cacbua silic xanh được làm từ than cốc dầu mỏ và silic chất lượng cao. Muối được thêm vào như một chất phụ gia. Nó được nấu chảy ở nhiệt độ cao trong lò điện trở.
Công nghiệp hóa chất
TRONG hóa chất chế biến sản phẩm, cát thạch anh là nguyên liệu thô chính. Nó được sử dụng để tạo ra kali silicat và natri silicat. Nó cũng được sử dụng để tạo ra nhiều dạng silicon dioxide. Natri silicat còn được gọi là thủy tinh nước. Nó là một silicat hòa tan được tạo ra bằng cách trộn cát và kiềm theo một tỷ lệ nhất định. Sau đó, nó nóng chảy ở nhiệt độ cao. Hiện tại, natri silicat là sản phẩm chính của chuỗi silicon. Sản lượng của nó là hơn 90% của tất cả các silicat hòa tan. Natri silicat là silicat vô cơ chính. Nó là một hóa chất thô thiết yếu cho tất cả các ngành công nghiệp, nó nóng chảy.
Natri silicat cần cát thạch anh rất tinh khiết. Nó ít nhất phải đáp ứng các tiêu chuẩn của loại cát thủy tinh chứa đựng. Ví dụ, nó phải có ít hơn 0,03% sắt (Fe2O3) và khoáng chất nặng nhỏ hơn 5×10-6. Tuy nhiên, nó có giới hạn nghiêm ngặt đối với Al2O3 và CaO. Chúng phải nhỏ hơn 0,1%. Trong một số trường hợp, yêu cầu cao hơn và nội dung của chúng nằm trong khoảng từ 0,01% đến 0,02%.
Công nghiệp dầu mỏ
Hiện nay ngành dầu mỏ chủ yếu sử dụng cát thạch anh tự nhiên. Nó cũng sử dụng gốm nhân tạo và vật liệu tráng phủ. Cát thạch anh tạo thành 80%, ceramsite 10% và nhựa phủ 10%.
Hiện nay, PetroChina chủ yếu sử dụng cát thạch anh. Năm 2022, công ty đã sử dụng 8,34 triệu tấn propan. Cát thạch anh chiếm 7,14 triệu tấn hay 85,6%. Trong số đó, tỷ lệ cát thạch anh trong khí đá phiến nông ở độ cao dưới 3.500 mét tăng từ 34% lên 75%. Dầu đá phiến Daqing Gulong và Tân Cương gần như là cát thạch anh 100%.
Sợi thủy tinh
Sợi thủy tinh được làm từ vật liệu vô cơ. Những vật liệu này bao gồm pyrophyllite, cát thạch anh, đá vôi, dolomite, colemanite, boraxite và các khoáng chất khác. Các nguyên liệu hóa học thô như axit boric và tro soda cũng được sử dụng. Nó được sử dụng rộng rãi trong vật liệu xây dựng và điện tử. Ngoài ra, trong đường sắt, hóa chất, ô tô, máy bay và năng lượng gió. Nó được sử dụng cho các bộ lọc, kỹ thuật môi trường và hàng hải, v.v.
Chi phí sản xuất sợi thủy tinh là 21,7% nguyên liệu. Những vật liệu này bao gồm pyrophyllite, cát thạch anh và đá vôi. Pyrophyllite chiếm khoảng một phần ba số lượng này. Cát thạch anh và đá vôi cùng nhau cũng chiếm một phần đáng kể.
Tấm canxi silicat
Tấm canxi silicat là tấm ván xây dựng vô cơ. Nó có độ bền cao và rất ổn định. Nó được làm từ silica, canxi và sợi. Chúng là nguyên liệu chính. Chúng được tạo thành dạng bùn, được nén thành tấm và sau đó được hấp khử trùng. Nó có thể được sử dụng rộng rãi để trang trí cách nhiệt tường. Điều này bao gồm cả ngôi nhà bên trong và bên ngoài. Nó bao gồm trần nhà, vách ngăn cabin, biển quảng cáo, v.v. Cát thạch anh là nguyên liệu chính cho các sản phẩm canxi silicat. Nó chiếm 40% nguyên liệu thô cho tấm canxi silicat.
Lĩnh vực ứng dụng cao cấp của cát thạch anh
Công nghiệp quang điện
Trong ngành quang điện, cát thạch anh nguyên chất chủ yếu được sử dụng cho các sản phẩm thạch anh. Chúng bao gồm các ống khuếch tán, chất mang và nồi nấu kim loại. Chúng dùng để chế tạo pin mặt trời silicon đa tinh thể và đơn tinh thể.
Giá mới nhất của nồi nấu kim loại thạch anh trong nước là: cát ngoài, 50.000 nhân dân tệ/tấn; cát trung bình 100.000-120.000 nhân dân tệ/tấn; và cát bên trong, 190.000-220.000 nhân dân tệ/tấn. Báo giá cát nhập khẩu mới nhất là 600.000 nhân dân tệ/tấn.
Kéo silicon đơn tinh thể có yêu cầu nghiêm ngặt về hàm lượng tạp chất kim loại trong cát thạch anh. Nồi nấu kim loại thạch anh được làm bằng cát thạch anh có độ tinh khiết cao. Chúng có khả năng chịu nhiệt tốt. Cả nồi nấu kim loại thạch anh và silic tinh thể đều là vật liệu silic. Trong quá trình tinh chế tinh thể silicon ở nhiệt độ cao, nồi nấu kim loại có thể tránh được sự nhiễm bẩn của tinh thể silicon.
Trường bán dẫn
Trong chất bán dẫn, họ chủ yếu sử dụng cát thạch anh có độ tinh khiết cao. Họ sử dụng nó để chế tạo các ống, que và chén thạch anh tiêu chuẩn. Nó cũng được sử dụng để chế tạo các ống và que thạch anh cấp bán dẫn có độ tinh khiết cực cao.
Cát được sử dụng làm chất bán dẫn. Nó có độ tinh khiết cao và chủ yếu được nhập khẩu. Giá khoảng 1 triệu nhân dân tệ/tấn.
Cát thạch anh có độ tinh khiết cao, loại bán dẫn cần hàm lượng sắt và kim loại kiềm thấp. Đây là những tính năng chính của nó. Cát thạch anh có sự phân bố kích thước hạt tập trung và hàm lượng hydroxyl thấp. Loại cát thạch anh này làm thủy tinh thạch anh. Kính nó tạo ra có rất ít khuyết điểm. Chúng bao gồm bong bóng, dòng khí và dòng màu.
Công nghiệp chiếu sáng
Thủy tinh thạch anh truyền ánh sáng tốt. Nó truyền ánh sáng cực tím, nhìn thấy và hồng ngoại (160nm ~ 4500nm). Nó là nguyên liệu thô quan trọng cho chiếu sáng công nghiệp. Đèn điện thường tạo ra sự phóng điện mạnh. Vì vậy, bề mặt vật liệu của bóng đèn phải chịu được nhiệt độ và áp suất cao. Để đảm bảo chất lượng của ống đèn, vỏ bóng đèn thường sử dụng ống thạch anh. Các sản phẩm cụ thể bao gồm đèn halogen và đèn HID. Chúng cũng bao gồm đèn ô tô và các sản phẩm chiếu sáng khác. Chúng cũng bao gồm đèn sưởi hồng ngoại. Họ có đèn khử trùng bằng tia cực tím và các loại đèn đặc biệt khác.
IOTA6, IOTASTD và IOTACG là các dòng cát thạch anh có độ tinh khiết cao. Họ đến từ Sibelco (trước đây là Unimin) ở Hoa Kỳ. Chúng là nguyên liệu chính để chế tạo thiết bị chiếu sáng. Thiết bị này được sử dụng để sản xuất đèn xenon ô tô. Nó cũng sản xuất đèn halogen, đèn phóng điện khí cường độ cao và đèn hiệu suất cực cao.
Cáp quang
Cát rất tinh khiết. Nó chủ yếu được sử dụng trong truyền thông quang học. Nó được sử dụng để tạo phôi và vật liệu cho sợi quang. Giá cát có độ tinh khiết cao để sản xuất sợi quang là từ 45.000-55.000 nhân dân tệ/tấn.
Các phôi sợi quang là nguyên liệu cốt lõi để sản xuất cáp quang. Chúng là những “viên ngọc quý” của ngành công nghiệp cáp quang. Chúng có giá trị 70%. Vỏ thạch anh có độ tinh khiết cao là vật liệu vỏ ngoài cần thiết cho phôi sợi quang. Thanh mục tiêu thạch anh, thanh đuôi, v.v. là những vật liệu hỗ trợ cho việc kéo sợi. Các thanh lõi và ống thạch anh có yêu cầu nghiêm ngặt. Đây là các thông số kỹ thuật như độ tinh khiết của vật liệu và hàm lượng hydroxyl.
Hàng không vũ trụ
Viện Nghiên cứu Khoa học Vật liệu Xây dựng Trung Quốc đã phát triển kính thạch anh có khả năng chống bức xạ. Họ cũng chế tạo thủy tinh thạch anh có độ tinh khiết cao. Thủy tinh có tính chất quang học cụ thể. Nó chống lại bức xạ tia vũ trụ và sốc nhiệt. Nó đã trở thành một thành phần quang học không thể thay thế. Nó được sử dụng trong cảm biến mặt trời cho hệ thống kiểm soát thái độ của tàu vũ trụ. Cát thạch anh có độ tinh khiết cao hiện nay là nguyên liệu chính. Nó thay thế quặng tinh thể và được sử dụng để nấu chảy thủy tinh thạch anh.
Sợi thạch anh là một loại sợi vô cơ. Nó được làm từ cát thạch anh nguyên chất thông qua một quy trình đặc biệt. Nó được sử dụng rộng rãi trong tên lửa, máy bay và vệ tinh. Radar, ăng-ten tàu chiến và cửa sổ điện từ cũng được che chắn. Đây là để ngăn chặn sự can thiệp và chống nhiễu. Nó cũng được sử dụng trong vật liệu công nghệ tàng hình cho máy bay, tàu chiến và tàu ngầm.
Trường quang
Thủy tinh thạch anh được chế tạo thông qua quá trình nấu chảy điện và tinh chế khí. Nó sử dụng cát thạch anh có độ tinh khiết cao làm nguyên liệu thô.
Thủy tinh thạch anh là thành phần quan trọng của dụng cụ quang học. Thủy tinh thạch anh trong suốt có đặc tính quang học tốt và chỉ số khúc xạ thấp. Nó có thể đáp ứng bất kỳ dải truyền ánh sáng nào trong phạm vi 185-3500mμ. Vì vậy, nó có thể được sử dụng cho cả mục đích trong suốt tia cực tím và hồng ngoại. Đây là dành cho các dụng cụ quang học. Các sản phẩm chính là sản xuất máy quang phổ, camera hồng ngoại, lăng kính và thấu kính. Đồng thời, thủy tinh thạch anh có độ ổn định nhiệt cao, giá trị trong khoảng 800 ~ 1000oC. Thủy tinh thạch anh cũng được sử dụng trong chụp ảnh độ cao. Cái này dành cho cửa sổ nhìn trộm, máy đo khoảng cách và kính thiên văn nhiệt độ cao.