Cuarzo El cuarzo es uno de los minerales más abundantes y versátiles de la Tierra, y desempeña un papel fundamental en numerosas industrias, desde la construcción hasta la electrónica de alta tecnología. Para transformar los minerales en bruto en polvo finamente procesado, se requiere equipo avanzado como una planta de cuarzo. molino de molienda se vuelve esencial. Comprender las propiedades del cuarzo y sus necesidades de procesamiento es clave para aprovechar todo su potencial.
1. Características mineralógicas y propiedades clave
El cuarzo (SiO₂) es un óxido de silicio con estructura reticular. Generalmente se refiere al cuarzo α (cuarzo de baja temperatura, sistema trigonal) y al cuarzo β (cuarzo de alta temperatura, sistema hexagonal), con una temperatura de transformación de 573 °C. Cuando se habla de cuarzo sin especificar, normalmente se refiere al cuarzo α.
En la clasificación mineralógica, el cuarzo pertenece a la clase de los óxidos y al grupo del cuarzo. En ocasiones, debido a su posición como extremo de los silicatos, también se clasifica como tal. El grupo del cuarzo incluye varios polimorfos de SiO₂ como el cuarzo, la cristobalita, la tridimita, la coesita y la estishovita, siendo las dos últimas fases de alta presión.
La composición química teórica del cuarzo es 100% SiO₂, o Si 46,74% y O 53,26%. El cuarzo natural es relativamente puro, pero puede contener trazas de elementos de impureza como Al, K, Na, Li, Ca, Fe, Mg, Mn, Ti, Cu, Zn, Cr, Ni, B y P debido a la sustitución isomórfica.
La estructura cristalina de marco abierto del cuarzo (SiO₂) resulta en una densidad relativamente baja de 2,65. Sin embargo, los enlaces Si-O en los tetraedros [SiO₄] son fuertes, lo que le confiere al cuarzo una dureza de 7 en la escala de Mohs. Es resistente a los ácidos (excepto al HF), ligeramente soluble en KOH y tiene un punto de fusión elevado (1710-1756 °C), solidificándose al enfriarse y transformándose en sílice fundida (vidrio de cuarzo).
El cuarzo es un mineral de silicato duro y resistente al desgaste, con propiedades químicas estables. Generalmente es incoloro o blanco lechoso, pero puede presentar diversos colores debido a impurezas. Es translúcido, con una dureza de 7, fractura concoidea frágil, brillo vítreo y una densidad de 2,65. Presenta actividad óptica, piezoelectricidad, baja conductividad térmica, no conductividad y una anisotropía significativa en sus propiedades eléctricas, térmicas y algunas mecánicas.
2 El pasado: Siete tipos principales de recursos minerales del cuarzo
El cuarzo se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza y tiene diversos orígenes. Actualmente, existen siete tipos principales de yacimientos industriales de recursos minerales de cuarzo: cristal natural, arenisca de cuarzo, cuarcita, cuarzo en vetas, cuarzo en polvo, arena de sílice natural y cuarzo granítico.
Cristal natural
Un mineral cristalino de cuarzo grande, incoloro y transparente, compuesto principalmente de dióxido de silicio. Se forma en cavidades, fracturas de rocas, juntas o fallas bajo condiciones estrictas que requieren amplio espacio, fluidos hidrotermales ricos en sílice, temperatura/presión específica y tiempo suficiente.
Arenisca de cuarzo
Roca sedimentaria arenosa consolidada con contenido de cuarzo y clastos silíceos generalmente >95%. Los minerales accesorios suelen ser feldespato, mica y minerales arcillosos, con pocos minerales pesados. El cemento es típicamente silíceo.
Cuarcita
Roca metamórfica formada a partir de arenisca cuarzosa u otras rocas silíceas mediante metamorfismo regional o de contacto térmico. Entre los minerales asociados se incluyen feldespato, mica, minerales arcillosos y trazas de turmalina, hematita y circón. En comparación con la arenisca cuarzosa, es más densa, dura y compacta.
Cuarzo veteado
Se forma principalmente por actividad hidrotermal magmática relacionada con el granito. Presenta una estructura masiva, una composición mineral simple (casi en su totalidad cuarzo) y un contenido de SiO₂ generalmente superior al 99,1 %. Los depósitos de cuarzo filoniano suelen ser de pequeña escala, con pendientes pronunciadas, espesores que varían desde unos pocos metros hasta decenas de metros y longitudes que oscilan entre decenas y cientos de metros.
Cuarzo en polvo (Amosita)
Cuarzo natural en polvo con partículas muy finas y alto contenido de SiO₂. Se forma principalmente a partir de la meteorización de roca madre silícea, creando depósitos sedimentarios. Condiciones geológicas específicas, un paleoclima cálido y húmedo y una suave paleotopografía provocan la desintegración de la roca silícea, y el agua arrastra las impurezas para formar el depósito.
Arena de sílice natural
Un yacimiento mineral de cuarzo arenoso formado por la meteorización natural a largo plazo de rocas madre como el granito, la cuarcita, la arenisca cuarzosa y el cuarzo filoniano. Entre los minerales asociados se incluyen feldespato, detritos de roca, mica, minerales arcillosos y minerales pesados como el circón, la turmalina, la ilmenita y el anfíbol. Se encuentra principalmente en depósitos de arena sedimentaria marina y lacustre.
Cuarzo granítico
La razón fundamental por la que empresas como la serie IOTA de Sibelco lograron un monopolio internacional en cuarzo de alta pureza radica en su materia prima única: cuarzo granítico de Spruce Pine, Carolina del Norte, EE. UU. Este yacimiento de cuarzo en particular tiene una historia de descubrimiento legendaria.
Inicialmente extraído para obtener feldespato y moscovita, el cuarzo era un subproducto de desecho. En la década de 1970, a medida que disminuían los recursos cristalinos para la producción de vidrio de cuarzo, se hizo urgente encontrar alternativas. Gracias a la mejora de la tecnología de flotación, el cuarzo procedente de pegmatitas graníticas sustituyó al cristal en la producción de arena de cuarzo de alta pureza, un mercado que Estados Unidos sigue dominando en la actualidad.
3. El presente: Aplicaciones típicas del cuarzo
El cuarzo tiene numerosas aplicaciones. Tras diversos procesos de fabricación, se utiliza en la industria del vidrio, la fundición, la cerámica, los refractarios, la química, la extracción de petróleo, la purificación de agua, la construcción, las energías renovables fotovoltaicas, los semiconductores electrónicos, la fibra óptica, la óptica, las fuentes de luz, los materiales de fibra de alta gama, los rellenos industriales y mucho más.
Aplicación de mayor volumen
La industria del vidrio es la mayor consumidora de cuarzo, ampliamente utilizado en la construcción, la automoción, las energías renovables y el sector médico. Sus principales productos incluyen vidrio plano, para envases, templado, fotovoltaico, electrónico y farmacéutico.
En 2021, la producción de vidrio en China fue de 10,17 millones de cajas, con un consumo aproximado de 34,06 millones de toneladas de arena de cuarzo. Datos nacionales indican que en 2023, China produjo 9,69 millones de cajas de vidrio plano (con un consumo aproximado de 32,47 millones de toneladas de arena de cuarzo) y 24,78 millones de toneladas de vidrio laminado fotovoltaico (con un consumo aproximado de 17,6 millones de toneladas de arena de cuarzo con bajo contenido de hierro, a razón de 0,71 toneladas por tonelada de vidrio). Por lo tanto, tan solo el vidrio plano y el fotovoltaico consumieron más de 50 millones de toneladas de arena de cuarzo en 2023.
La demanda posterior proviene de los sectores inmobiliario, automotriz, de electrodomésticos, fotovoltaico, de envases de uso diario y de electrónica. Históricamente, aproximadamente 751 toneladas de vidrio convencional (TP3T) estaban relacionadas con el sector inmobiliario; la demanda futura de vidrio convencional crece lentamente debido a la recesión del sector. Impulsadas por los objetivos de «doble carbono», las instalaciones fotovoltaicas globales seguirán creciendo, lo que mantendrá el aumento de la demanda de vidrio fotovoltaico.
Para lograr la finura precisa requerida en las distintas etapas de la producción de vidrio, es fundamental una reducción de tamaño eficiente. Aquí es donde un molino de cuarzo especializado resulta indispensable, ya que garantiza una distribución uniforme del tamaño de las partículas para una fusión óptima y una calidad de producto superior.
Aplicaciones de gama alta:
Semiconductores
La fabricación de circuitos integrados semiconductores se centra en la producción de chips, que incluye el crecimiento de monocristales, la fabricación de obleas, la producción de chips y el empaquetado. Los pasos más críticos y exigentes son la fabricación y el empaquetado de obleas de silicio. El cuarzo se utiliza principalmente para crisoles de cuarzo de grado semiconductor y como material auxiliar en la fabricación de obleas.
Los productos de cuarzo se utilizan en todo el proceso de fabricación de obleas de silicio, en etapas clave como la difusión, la oxidación, la deposición y el grabado. La arena de cuarzo de alta pureza 5N2 se utiliza para fabricar crisoles de cuarzo para semiconductores, mientras que las arenas de pureza 4N y 4N8 se emplean en materiales de cuarzo utilizados en la oxidación y difusión de obleas.
Fibra óptica
Impulsada por la construcción de redes de información a gran escala, la comunicación global por fibra óptica se ha desarrollado rápidamente. China es actualmente el mayor productor y consumidor. Las preformas de fibra son el núcleo de la cadena industrial. El vidrio de cuarzo para fibras es un material fundamental. Los tubos de sustrato y revestimiento de cuarzo son tuberías de cuarzo de alta gama, cruciales en la preparación de preformas.
Investigadores de Jiuzhi Guangdianzicail Technology Co., Ltd. y del Laboratorio Estatal Clave de Tecnología de Fabricación de Fibras Ópticas y Cables utilizaron polvo de cuarzo natural y la técnica de Deposición Externa en Fase Sólida por Plasma (PSOD) para producir tubos de cuarzo de gran tamaño para preformas de fibra monomodo. Los productos se caracterizan por su fabricación en una sola etapa, bajo contenido de hidroxilo, escasas impurezas, amplias especificaciones y buena vitrificación, satisfaciendo así las necesidades de las preformas monomodo. Esto ofrece nuevos materiales y procesos para fibras de baja atenuación con amplias perspectivas para la próxima generación de fibras de comunicación de ultrabaja pérdida.
Aplicaciones más populares
En los últimos años, “Los Tres Nuevos” – vehículos de nueva energía, baterías de litio y células fotovoltaicas solares – han dado mayor brillo a la industria manufacturera china, especialmente en las exportaciones, proporcionando un nuevo impulso para el desarrollo económico de alta calidad.
En la cadena industrial fotovoltaica, los productos de cuarzo son fundamentales. Además del vidrio fotovoltaico fabricado con arena de cuarzo ultraclara y baja en hierro, los crisoles de cuarzo producidos con arena de cuarzo de alta pureza son el producto más destacado en las aplicaciones posteriores del cuarzo en los últimos tiempos.
Los crisoles de cuarzo, un producto especializado de vidrio de cuarzo, ofrecen limpieza, homogeneidad y resistencia a altas temperaturas. Se utilizan ampliamente en la producción de silicio cristalino para energía solar y semiconductores, y son consumibles. En comparación con la arena de cuarzo común, la arena de cuarzo de alta pureza, obtenida mediante un proceso de enriquecimiento, ofrece mayor resistencia a altas temperaturas y estabilidad térmica. Como material principal, la pureza de la arena de cuarzo es el indicador clave que garantiza un rendimiento superior del crisol.
Molino de cuarzo Epic Powder
El procesamiento del cuarzo para aplicaciones exigentes, como arena de cuarzo de alta pureza o materiales de relleno, requiere una molienda y clasificación precisas. Polvo épico Se especializa en el suministro de molinos de cuarzo de última generación. Su gama de equipos de molienda abarca desde Clasificadores de aire y molinos de bolas a molinos de chorroPodemos satisfacer diversas necesidades de producción de cuarzo y otros minerales, garantizando una finura, pureza y eficiencia óptimas para sus aplicaciones específicas. Al asociarse con Epic Powder, usted cuenta con la tecnología y la experiencia necesarias para procesar diversos materiales de cuarzo y lograr los resultados de producción deseados. Contáctenos hoy mismo para obtener su molino de molienda de cuarzo a medida.
