Що таке чистота кварцу, і як виміряти та покращити чистоту кварцу?

Чистота кварцу відноситься до вмісту діоксиду кремнію (SiO2) вкварц, як правило, виражається у відсотках. Вміст SiO2 у високочистому кварці перевищує 99,95%, тоді як вміст SiO2 у звичайному кварцовому піску є відносно низьким.

Методи вимірювання чистоти кварцу включають використання дифракції рентгенівських променів (XRD), емісійної спектроскопії з індуктивно пов’язаною плазмою (ICP-MS), двоцільового мікроскопа з пропусканням/відбитим світлом, поляризаційного мікроскопа, електронного зонда, випромінювання індуктивно пов’язаної плазми. спектроскопія (EPMA), лазерна раманівська спектроскопія (LRM) і мікро-мікротермічна стадія та інші аналітичні методи. Ці методи дозволяють систематично аналізувати стан твердих і рідких включень у кварці та розподіл домішкових елементів у решітці, щоб точно визначити чистоту кварцу.

Методи підвищення чистоти кварцу в основному включають фізичне сортування, хімічну обробку та термічну обробку. У процесі фізичного сортування незалежні мінеральні домішки, мінеральні домішки, що зрослися, і домішки включень у кварці можна видалити за допомогою магнітної сепарації, флотації та інших засобів. З точки зору хімічної обробки, змішане кислотне вилуговування, лужне вилуговування та інші методи можуть бути використані для ефективного видалення домішок, використовуючи переваги відмінностей у розчинності різних домішкових мінералів у певних умовах. Теплова обробка, така як вакуумне випалювання та прожарювання, також є важливим засобом для підвищення чистоти кварцу. Високотемпературна обробка може змінити параметри елементарної комірки кварцу та сприяти випаровуванню або перетворенню певних домішкових елементів, тим самим покращуючи чистоту кварцу.

Наприклад, оптимізувавши комбінований процес очищення під вакуумом і гарячим вилуговуванням під тиском, можна отримати кварц надвисокої чистоти з вмістом SiO2 99,996 мас.%. Крім того, використання високої температури кипіння концентрованої сірчаної кислоти для нормального тиску та високотемпературного кислотного вилуговування також може ефективно підвищити чистоту кварцу та отримати продукти з кварцового піску з вмістом SiO2 понад 99,8%.