Jaka jest czystość kwarcu i jak mierzyć i poprawiać czystość kwarcu?

Czystość kwarcu odnosi się do zawartości dwutlenku krzemu (SiO2) wkwarc, zwykle wyrażany jako procent. Zawartość SiO2 w kwarcu o wysokiej czystości przekracza 99,95%, podczas gdy zawartość SiO2 w zwykłym piasku kwarcowym jest stosunkowo niska.

Metody pomiaru czystości kwarcu obejmują wykorzystanie dyfrakcji promieni rentgenowskich (XRD), spektroskopii emisyjnej w plazmie indukcyjnie sprzężonej (ICP-MS), dwufunkcyjnego mikroskopu przepuszczającego/odbitego światła, mikroskopu polaryzacyjnego, sondy elektronowej, emisji plazmy indukcyjnie sprzężonej spektroskopia (EPMA), laserowa spektroskopia Ramana (LRM) i etap mikromikrotermiczny oraz inne metody analityczne. Metodami tymi można systematycznie analizować stan występowania wtrąceń stałych i płynnych w kwarcu oraz rozkład pierwiastków domieszkowych w siatce, aby dokładnie określić czystość kwarcu.

Metody poprawy czystości kwarcu obejmują głównie sortowanie fizyczne, obróbkę chemiczną i obróbkę cieplną. W procesie fizycznego sortowania niezależne zanieczyszczenia mineralne, przerośnięte zanieczyszczenia mineralne i zanieczyszczenia wtrąceniowe w kwarcu można usunąć za pomocą separacji magnetycznej, flotacji i innymi sposobami. Jeśli chodzi o obróbkę chemiczną, w celu skutecznego usunięcia zanieczyszczeń można zastosować ługowanie mieszanymi kwasami, ługowanie alkaliczne i inne metody, wykorzystując różnice w rozpuszczalności różnych minerałów zanieczyszczających w określonych warunkach. Obróbka cieplna, taka jak prażenie próżniowe i kalcynacja, jest również ważnym sposobem poprawy czystości kwarcu. Obróbka w wysokiej temperaturze może zmienić parametry ogniw elementarnych kwarcu i sprzyjać ulatnianiu się lub transformacji niektórych pierwiastków zanieczyszczeń, poprawiając w ten sposób czystość kwarcu.

Na przykład, optymalizując połączony proces oczyszczania poprzez prażenie próżniowe i ługowanie pod ciśnieniem na gorąco, można wytworzyć kwarc o ultrawysokiej czystości o zawartości SiO2 wynoszącej 99,996% wag. Ponadto zastosowanie wysokiej temperatury wrzenia stężonego kwasu siarkowego do normalnego ciśnienia i ługowania kwasem w wysokiej temperaturze może również skutecznie poprawić czystość kwarcu i uzyskać produkty z piasku kwarcowego o zawartości SiO2 przekraczającej 99,8%.