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石英矿的地质成因和提纯方法

2024-06-12 来源:鑫海矿装 (331次浏览)

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高纯石英是从天然硅质材料经过一系列物理和化学净化过程获得的矿物。它具有特定的粒度规格,通常 SiO 2含量超过 99.9%。由于其优异的物理和化学性能,包括耐高温、热膨胀系数低、透明度高、电绝缘性好、耐腐蚀等,它被广泛应用于电子、智能制造装备、先进无机非金属材料、高性能纤维及制品、太阳能等高科技领域

石英是地球上最丰富的矿物之一,广泛存在于火成岩、变质岩和沉积岩中。在不同的地质条件下,石英形成了不同类型的矿床,包括天然晶体、石英砂岩、石英岩、脉石英、粉石英、石英砂和花岗石英。石英矿石通常含有多种杂质元素、伴生/共生矿物、流体包裹体、矿物包裹体、晶格杂质和羟基杂质。这些复杂性使得净化过程错综复杂,涉及预处理、物理分离、化学处理和高级加工等各种复杂的步骤

石英矿物自然分布广泛,石英矿床的属性受地质因素决定。目前,石英矿床主要有天然晶体、石英砂岩、石英岩、脉石英、粉石英、石英砂、花岗岩石英7种工业类型。

天然晶体

天然水晶因其纯度高、透明度高而受到青睐,是生产高纯石英的首选,但其资源储量极其有限,开采条件不利,且优质石英资源正在逐渐枯竭。

脉石英

脉石英的特点是矿物成分单一,石英含量高,开采地点众多。但一般储量较小,开采难度较大。开采难度大的主要原因是脉石英矿床呈不规则的脉状。

石英砂岩

石英砂岩通常由95%以上的石英和硅质碎屑组成,脉石矿物通常包括长石、高岭土、伊利石和蒙脱石等粘土矿物以及少量重矿物。石英砂主要来源于湖泊中的现代湖相沉积物和河岸沿岸的冲积物。由于石英砂的粒径细,生产合适粒径的高纯度石英砂具有挑战性,导致国内外关于其用于高端石英产品的报道很少。以希腊公司Thrakon为例,他们利用了Alada River石英砂的低杂质含量。经过清洗和干燥工艺后,这种石英砂成为建筑砂浆的主要成分。

石英岩

石英岩是由硅质岩经区域变质或热液接触变质而形成的变质岩,其中除含有长石、云母、黏土矿物等矿物外,还含有微量的电气石、赤铁矿、锆石等矿物。天然粉石英是由硅质母岩经风化、崩解而形成的沉积型风化矿床,其特点是SiO 2含量较高,但晶粒极细,粒径一般在5~50μm范围内。

花岗岩

花岗岩石英通常表现出相对较低的 SiO 2含量,其中长石、云母和高岭土加起来占总矿石的 80% 以上。目前,花岗岩中石英的利用仍然极其有限。值得注意的是,一些研究表明石英中的杂质浓度与其结晶温度成正比。从风化程度较高的花岗岩熔体中结晶的石英往往含有较少的结构杂质,因为它是在较低的温度下形成的 。与花岗岩中发现的其他硅质原料相比,粗粒伟晶岩石英具有更大的净化潜力。目前,全世界只有少数几种矿床类型,包括某些花岗伟晶岩和热液石英脉,能够生产高纯度石英。


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