{"id":16306,"date":"2026-01-14T06:28:30","date_gmt":"2026-01-14T06:28:30","guid":{"rendered":"http:\/\/quartz-grinding.com\/?p=16306"},"modified":"2026-01-14T06:30:01","modified_gmt":"2026-01-14T06:30:01","slug":"mineralogical-characteristics-and-processing-technology-advances-of-high-purity-quartz-raw-materials","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.quartz-grinding.com\/es\/mineralogical-characteristics-and-processing-technology-advances-of-high-purity-quartz-raw-materials\/","title":{"rendered":"Caracter\u00edsticas mineral\u00f3gicas y tecnolog\u00eda de procesamiento del cuarzo de alta pureza"},"content":{"rendered":"

El cuarzo de alta pureza es un material mineral no met\u00e1lico cr\u00edtico y de alta demanda. Posee propiedades de resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosi\u00f3n, estabilidad t\u00e9rmica y aislamiento. Se utiliza ampliamente en fuentes de luz el\u00e9ctrica de alta gama, circuitos integrados a gran y ultra gran escala, energ\u00eda solar fotovoltaica, fibras \u00f3pticas, industrias aeroespacial y militar. Dada la importancia estrat\u00e9gica de estos sectores para el desarrollo nacional a largo plazo, el cuarzo de alta pureza est\u00e1 clasificado como un material de alta tecnolog\u00eda bajo estricta protecci\u00f3n por parte de gobiernos de todo el mundo. Ya en 2010, la Uni\u00f3n Europea lo clasific\u00f3 como materia prima cr\u00edtica. Actualmente, solo unas pocas empresas a nivel mundial son capaces de producirlo genuinamente.<\/p>\n\n\n\n

\"molino<\/figure>\n\n\n\n

Tabla 1 Mercado de aplicaci\u00f3n del cuarzo de alta pureza<\/p>\n\n\n\n

Pureza (Contenido de SiO\u2082)<\/th>>99.99%<\/th>>99.997%<\/th>>99.999%<\/th><\/tr><\/thead>
Productos principales<\/strong><\/td>Tubos de l\u00e1mparas de alta temperatura, tubos de s\u00edlice fundida, vidrio de cuarzo, polvo de s\u00edlice, dispositivos \u00f3pticos, vidrio \u00f3ptico de cuarzo especial, etc.<\/td>Crisoles de silicio monocristalino, crisoles de silicio policristalino, vidrio y productos de cuarzo de alta calidad, fibras \u00f3pticas y componentes optoelectr\u00f3nicos relacionados, etc.<\/td>Crisoles Czochralski (CZ), vidrio de cuarzo de ultraalta pureza para semiconductores, crisoles de cuarzo de alta gama para semiconductores<\/td><\/tr>
Precio de la industria de aplicaciones (USD\/tonelada)<\/strong><\/td>600 ~ 1500<\/td>5,500 ~ 8,500<\/td>12,000 ~ 15,000<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Especificaciones t\u00e9cnicas del cuarzo de alta pureza<\/h2>\n\n\n\n

No existe una definici\u00f3n universalmente aceptada. M\u00fcller A. et al. (2007) intentaron clasificar el cuarzo bas\u00e1ndose en su contenido de impurezas traza, sugiriendo que el cuarzo de alta pureza deber\u00eda cumplir (ppm): Al < 30, B < 1, Ca < 5, Fe < 3, K < 8, Li < 5, Na < 8, Ti < 10, P < 2, con impurezas totales < 50 ppm. Zhang Ye et al. (2010) observaron que la arena de cuarzo de alta pureza reconocida internacionalmente tiene un contenido total de 15 impurezas (Al, K, Na, Li, Ca, Fe, Mg, Mn, Ti, Zr, Cu, Cr, Ni, P, B) inferior a 22,26 ppm. El \u201cCat\u00e1logo de gu\u00eda de demostraci\u00f3n de aplicaciones de primer lote para nuevos materiales clave (edici\u00f3n 2018)\u201d de China especifica que el cuarzo de alta pureza debe tener un contenido total de 12 impurezas (Fe, Mg, Cr, Ni, Cu, Mn, Ca, Al, Na, Li, K, B) inferior a 6 ppm.<\/p>\n\n\n\n

Las inclusiones fluidas, comunes en el cuarzo, son una de las principales causas de burbujas en productos de cuarzo de alta pureza, lo que afecta gravemente su calidad. Por lo tanto, el cuarzo de alta pureza debe contener m\u00ednimas inclusiones fluidas o ninguna. Las observaciones sugieren que debe cumplir con: una relaci\u00f3n de \u00e1rea de inclusi\u00f3n fluida de una sola part\u00edcula <1%; al microscopio (objetivo 10X, tama\u00f1o de grano promedio de la muestra: 0,1 mm), part\u00edculas con inclusiones fluidas <1%; p\u00e9rdida de peso t\u00e9rmica <15 ppm.<\/p>\n\n\n\n

Tabla 2 Indicadores de cuarzo de alta pureza US Unimin IOTA Series (ppm) [9]<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Elemento<\/th>Alabama<\/th>B<\/th>California<\/th>Cr<\/th>Cu<\/th>Fe<\/th>K<\/th>Li<\/th>Mg<\/th>Minnesota<\/th>N \/ A<\/th>Ni<\/th><\/tr><\/thead>
IOTA \u2013 Est\u00e1ndar<\/td>16.2<\/td>0.08<\/td>0.5<\/td><0,05<\/td><0,05<\/td>0.23<\/td>0.60<\/td>0.90<\/td><0,05<\/td><0,05<\/td>0.9<\/td><0,05<\/td><\/tr>
IOTA \u2013 4<\/td>8.0<\/td>0.04<\/td>0.6<\/td><0,05<\/td><0,05<\/td>0.3<\/td>0.35<\/td>0.15<\/td><0,05<\/td><0,05<\/td>0.9<\/td><0,05<\/td><\/tr>
IOTA \u2013 6<\/td>8.0<\/td>0.04<\/td>0.6<\/td><0,05<\/td><0,05<\/td>0.15<\/td>0.07<\/td>0.15<\/td><0,05<\/td><0,05<\/td>0.08<\/td><0,05<\/td><\/tr>
IOTA \u2013 8<\/td>7.0<\/td><0,04<\/td>0.5<\/td><0,02<\/td><0,02<\/td><0,03<\/td><0,04<\/td><0,02<\/td><0,02<\/td><0,02<\/td>–<\/td><0,02<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Nota: \u201c-\u201d indica datos no reportados en la literatura.<\/p>\n\n\n\n

Materias primas de cuarzo de alta pureza<\/h2>\n\n\n\n

Inicialmente, se utilizaba cristal natural (grados I y II). Con el r\u00e1pido crecimiento de la industria de alta tecnolog\u00eda, la escasez y el agotamiento de los cristales naturales no permiten satisfacer la demanda. Desde la d\u00e9cada de 1970, EE. UU. utilizaba pegmatita gran\u00edtica, Jap\u00f3n, pegmatita de grano fino, mientras que Rusia y Alemania utilizaban cuarcita metam\u00f3rfica y cuarzo de veta. Actualmente, los minerales de cuarzo natural son la principal fuente.<\/p>\n\n\n\n

Caracter\u00edsticas mineral\u00f3gicas de las materias primas de cuarzo de alta pureza<\/h2>\n\n\n\n
\"molino<\/figure>\n\n\n\n

La calidad del cuarzo de alta pureza no est\u00e1 simplemente inversamente relacionada con el contenido de impurezas en la materia prima, sino que est\u00e1 estrechamente vinculada a la procesabilidad<\/em> de impurezas, seg\u00fan lo determinado por su mineralog\u00eda de proceso. Los diferentes tipos de mineral de cuarzo presentan caracter\u00edsticas mineral\u00f3gicas distintivas. Un an\u00e1lisis detallado es fundamental para determinar las propiedades del mineral, dise\u00f1ar procesos de beneficio\/purificaci\u00f3n y establecer los objetivos del producto.<\/p>\n\n\n\n

1 Composici\u00f3n qu\u00edmica y presencia de elementos impuros<\/h3>\n\n\n\n

El an\u00e1lisis qu\u00edmico revela los tipos y el contenido de los elementos, pero no permite determinar con precisi\u00f3n su potencial de procesamiento para obtener cuarzo de alta pureza. Las impurezas var\u00edan en tipo, contenido y presencia (v\u00e9ase la Tabla 3 para conocer los modos comunes).<\/p>\n\n\n\n

Tabla 3 Estados de ocurrencia com\u00fan de elementos de impureza en materias primas de cuarzo [1,12]<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Elemento<\/th>Estado de ocurrencia<\/th>Formulario existente<\/th>Elemento<\/th>Estado de ocurrencia<\/th>Formulario existente<\/th><\/tr><\/thead>
Alabama<\/td>Isomorfo
Mineral independiente<\/td>		Defectos reticulares en cuarzo, mica, feldespato y minerales arcillosos<\/td>Ti<\/td>Isomorfo
Mineral independiente<\/td>		Defectos reticulares en cuarzo y rutilo<\/td><\/tr>
Fe<\/td>Isomorfo
Mineral independiente<\/td>		Defectos reticulares en cuarzo, \u00f3xidos de hierro, inclusiones minerales s\u00f3lidas<\/td>Ge<\/td>Isomorfo
Defecto<\/td>		Defectos reticulares en el cuarzo<\/td><\/tr>
Li<\/td>Isomorfo
Inclusi\u00f3n<\/td>		Defectos reticulares en cuarzo, fase l\u00edquida en inclusiones fluidas<\/td>Mg<\/td>Isomorfo
Inclusi\u00f3n<\/td>		Cristales de cuarzo, aditivos de mica<\/td><\/tr>
K<\/td>Isomorfo
Inclusi\u00f3n<\/td>		Defectos reticulares en cuarzo, mica, minerales arcillosos, fase l\u00edquida en inclusiones fluidas<\/td>California<\/td>Inclusi\u00f3n Mineral Independiente<\/td>Minerales como la fluorita, fase l\u00edquida en inclusiones fluidas<\/td><\/tr>
N \/ A<\/td>Isomorfo
Inclusi\u00f3n<\/td>		Defectos reticulares en cuarzo, mezclas de mica, fase l\u00edquida en inclusiones fluidas<\/td>-OH<\/td>Isomorfo
Defecto<\/td>		Defectos reticulares en el cuarzo<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

2 Composici\u00f3n y textura de los minerales<\/h3>\n\n\n\n

Para seleccionar la materia prima adecuada y dise\u00f1ar una purificaci\u00f3n \u00f3ptima, identificar la modo de ocurrencia<\/em> La eliminaci\u00f3n de impurezas es esencial. Los minerales de ganga asociados e independientes (p. ej., mica, feldespato, hematita, turmalina, clorita y minerales arcillosos) son importantes portadores de impurezas y forman f\u00e1cilmente inclusiones minerales durante la mineralizaci\u00f3n, lo que afecta significativamente la calidad del producto final. La textura de intercrecimiento entre el cuarzo y la ganga afecta directamente el grado de liberaci\u00f3n y, por lo tanto, la eficiencia de la purificaci\u00f3n. Una alteraci\u00f3n diagen\u00e9tica\/metam\u00f3rfica m\u00e1s intensa produce diferencias de intercrecimiento m\u00e1s marcadas, evolucionando desde tipos adyacentes a suturados o incluso encapsulados, lo que aumenta la dificultad de liberaci\u00f3n y reduce el potencial de procesabilidad.<\/p>\n\n\n\n

    \n
  • Figura 1(a): Pegmatita gran\u00edtica de Spruce Pine, EE. UU.: mineralog\u00eda compleja pero el cuarzo se libera f\u00e1cilmente y contiene inclusiones m\u00ednimas.<\/li>\n\n\n\n
  • Figura 1(b): Veta de cuarzo de Qinghai, China: granos gruesos y puros con un poco de moscovita en los l\u00edmites\/bordes de los granos, se libera f\u00e1cilmente, puede producir >99,99% SiO\u2082, Al <10 ppm despu\u00e9s del procesamiento.<\/li>\n\n\n\n
  • Figura 1(c): Concentrado purificado que muestra inclusiones minerales persistentes: con la tecnolog\u00eda actual, las inclusiones quedan atrapadas dentro<\/em> Los granos de cuarzo no se pueden separar eficazmente. El cuarzo con baja liberaci\u00f3n y abundantes inclusiones es dif\u00edcil de procesar para obtener cuarzo de alta pureza.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    3 Inclusiones fluidas<\/h3>\n\n\n\n

    Se encuentran en todos los minerales y rocas (10\u00b2\u201310\u2079 por cm\u00b3, t\u00edpicamente <50 \u00b5m). Su tipo, tama\u00f1o y contenido influyen significativamente en la calidad. Se clasifican por contenido: gas, l\u00edquido, gas-l\u00edquido, trif\u00e1sico. Contienen impurezas (Na, K, Ca, etc.) y afectan gravemente el comportamiento de fusi\u00f3n. Los estudios demuestran que la eliminaci\u00f3n de inclusiones fluidas es m\u00e1s compleja que la de impurezas elementales y constituye un factor limitante clave. Seleccionar cuarzo con o sin inclusiones fluidas es crucial.<\/p>\n\n\n\n

    4 Impurezas reticulares <\/h3>\n\n\n\n

    Los elementos que sustituyen al Si\u2074\u207a durante la formaci\u00f3n de cristales se convierten en impurezas estructurales. Aunque su contenido es bajo, son extremadamente dif\u00edciles de eliminar y constituyen el factor m\u00e1s cr\u00edtico que limita la calidad. Modos: 1) Sustituci\u00f3n isovalente (Ti\u2074\u207a, Ge\u2074\u207a); 2) Sustituci\u00f3n acoplada (Al\u00b3\u207a + P\u2075\u207a por 2Si\u2074\u207a); 3) Sustituci\u00f3n con compensaci\u00f3n de carga (Al\u00b3\u207a, Fe\u00b3\u207a por Si\u2074\u207a equilibrada por Li\u207a, Na\u207a, K\u207a, H\u207a). El Al suele ser el m\u00e1s alto. Su sustituci\u00f3n crea un desequilibrio de carga, que a menudo se correlaciona con un mayor contenido de Li, K y Na. El contenido de Al puede indicar la calidad de la materia prima. Con la tecnolog\u00eda actual, las impurezas de la red son pr\u00e1cticamente imposibles de eliminar.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    La Figura 2 muestra el mapeo SEM-EDS de una part\u00edcula de cuarzo de veta despu\u00e9s de la lixiviaci\u00f3n por calor-presi\u00f3n. El Al se distribuye uniformemente (Figura 2b), coincidiendo con la forma de la part\u00edcula, lo que indica Al reticulado. La distribuci\u00f3n de Mg es indistinta (Figura 2c). El an\u00e1lisis GFAAS\/AAS mostr\u00f3 Al = 13,92 ppm y Mg = 0,59 ppm despu\u00e9s de la lixiviaci\u00f3n, lo que destaca la extrema dificultad para eliminar el Al reticulado.<\/p>\n\n\n\n

      \n
    1. <\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

      Las encuestas mundiales indican que el cuarzo natural procesable debe poseer: granos qu\u00edmicamente puros, impurezas reticulares bajas o nulas, tama\u00f1o de grano grande, pocas inclusiones minerales\/flu\u00eddicas y bajo contenido mineral de ganga asociado.<\/p>\n\n\n\n

      Materias primas t\u00edpicas de cuarzo de alta pureza<\/h2>\n\n\n\n
      \"clasificador-2\"<\/figure>\n\n\n\n

      Aunque el cuarzo es abundante, la materia prima de alta pureza solo se forma en condiciones geol\u00f3gicas espec\u00edficas. Muy pocos yacimientos son adecuados, con un procesamiento extremadamente complejo. Seg\u00fan su g\u00e9nesis: magm\u00e1tico, metam\u00f3rfico, hidrotermal (v\u00e9ase la Tabla 4 para caracter\u00edsticas\/ejemplos).<\/p>\n\n\n\n

      El ejemplo cl\u00e1sico es la pegmatita gran\u00edtica Spruce Pine (EE. UU.), formada bajo metamorfismo de facies de esquisto verde de Alleghanian que promueve la recristalizaci\u00f3n din\u00e1mica, la deformaci\u00f3n pl\u00e1stica y la migraci\u00f3n de impurezas a nuevos l\u00edmites de grano a trav\u00e9s de fluidos, lo que da como resultado cuarzo de alta pureza con pocas inclusiones.<\/p>\n\n\n\n

      El cuarzo pegmat\u00edtico magm\u00e1tico cristaliza lentamente a partir de magma de alta T, lo que permite la disoluci\u00f3n de impurezas y produce una alta pureza y pocas inclusiones de fluidos.<\/p>\n\n\n\n

      Tabla 4 Caracter\u00edsticas del cuarzo de diferentes tipos gen\u00e9ticos y ejemplos t\u00edpicos de aplicaci\u00f3n [18]<\/strong><\/p>\n\n\n\n

      Diferentes tipos gen\u00e9ticos de cuarzo<\/th>Caracter\u00edsticas<\/th>Ejemplos t\u00edpicos de aplicaci\u00f3n<\/th><\/tr><\/thead>
      Tipo magm\u00e1tico<\/strong><\/td>Cuarzo gran\u00edtico<\/td>Temperatura de formaci\u00f3n (700 \u00b0C \u2013 1.000 \u00b0C), los granos de cuarzo son puros con casi ninguna inclusi\u00f3n de fluidos.<\/td><\/tr>
      Tipo metam\u00f3rfico<\/strong><\/td>Cuarzo de roca metam\u00f3rfica de alto grado<\/td>Temperatura de formaci\u00f3n (750 \u2013 900 \u00b0C), bajo contenido de inclusiones fluidas.<\/td><\/tr>
      <\/td>Cuarzo cuarcita metam\u00f3rfico<\/td>Cuanto m\u00e1s largo sea el tiempo de formaci\u00f3n y m\u00e1s intensos los eventos t\u00e9rmicos que haya sufrido, m\u00e1s puro ser\u00e1 el cuarzo y menos inclusiones de fluidos tendr\u00e1.<\/td><\/tr>
      Tipo de crecimiento hidrotermal<\/strong><\/td>Cuarzo pegmatita en etapa temprana<\/td>Temperatura de formaci\u00f3n 600 \u2013 700 \u00b0C, tama\u00f1o de grano generalmente 2 \u2013 6 mm, transparente, monocristal puro, pocas inclusiones fluidas.<\/td><\/tr>
      <\/td>Cristal de pegmatita de etapa media a tard\u00eda<\/td>Temperatura de formaci\u00f3n 500 \u2013 600 \u00b0C.<\/td><\/tr>
      <\/td>Cuarzo de veta hidrotermal<\/td>Temperatura de formaci\u00f3n 400 \u2013 500 \u00b0C, transparente \u2013 semitransparente, contenido de inclusiones de fluido relativamente bajo.<\/td><\/tr>
      <\/td>Cuarzo de veta hidrotermal<\/td>Temperatura de formaci\u00f3n 50 \u2013 400 \u00b0C, blanco \u2013 blanco lechoso, contiene una gran cantidad de peque\u00f1as inclusiones fluidas.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

      La selecci\u00f3n de la materia prima adecuada requiere un estudio mineral\u00f3gico detallado utilizando m\u00faltiples t\u00e9cnicas, centr\u00e1ndose en: 1) Textura y contenido de inclusiones minerales; 2) Contenido de inclusiones fluidas; 3) Contenido de impurezas reticulares.<\/p>\n\n\n\n

      Tecnolog\u00eda de procesamiento de cuarzo de alta pureza<\/h2>\n\n\n\n
      \"L\u00ednea
      L\u00ednea de producci\u00f3n de cuarzo <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

      El objetivo es separar diversas impurezas. Pasos: 1) Conminuci\u00f3n y clasificaci\u00f3n para liberar el cuarzo de la ganga y alcanzar el tama\u00f1o objetivo; 2) T\u00e9cnicas espec\u00edficas para separar minerales independientes, inclusiones e impurezas reticulares.<\/p>\n\n\n\n

      1 Pretratamiento de conminuci\u00f3n y clasificaci\u00f3n<\/h3>\n\n\n\n

      Busca una liberaci\u00f3n eficaz de inclusiones fluidas y proporciona un tama\u00f1o de alimentaci\u00f3n adecuado. Para evitar la contaminaci\u00f3n por hierro, utilice medios de ZrO\u2082 o \u00e1gata. Conminuci\u00f3n t\u00e9rmica<\/strong> (calentamiento seguido de enfriamiento) reduce la dureza\/energ\u00eda, minimiza la contaminaci\u00f3n y crea microfisuras que favorecen la purificaci\u00f3n qu\u00edmica. Fragmentaci\u00f3n de pulsos de alto voltaje<\/strong> utiliza ondas de choque para romper el cuarzo a lo largo de los l\u00edmites de grano ricos en impurezas.<\/p>\n\n\n\n

      2 Separaci\u00f3n de minerales independientes asociados<\/h3>\n\n\n\n

      Los m\u00e9todos eficaces incluyen la clasificaci\u00f3n por color, el depurado y la separaci\u00f3n por gravedad, separaci\u00f3n magn\u00e9tica<\/strong>, y flotaci\u00f3n<\/strong> (ver Tabla 5). <\/p>\n\n\n\n

      Tabla 5 Tecnolog\u00eda de separaci\u00f3n de minerales independientes asociados y cuarzo [23-25]<\/strong><\/p>\n\n\n\n

      M\u00e9todo de separaci\u00f3n<\/th>Principio<\/th>Principales impurezas eliminadas<\/th>Caracter\u00edsticas<\/th><\/tr><\/thead>
      Clasificaci\u00f3n por colores<\/td>Propiedades \u00f3pticas de los minerales<\/td>Minerales de impurezas de color oscuro, cuarzo lechoso, etc.<\/td>Altamente eficaz para part\u00edculas gruesas.<\/td><\/tr>
      Depuraci\u00f3n<\/td>Fricci\u00f3n entre part\u00edculas minerales<\/td>Pel\u00edculas finas de lodo y \u00f3xido adheridas a las superficies de part\u00edculas de cuarzo.<\/td>Lavado mec\u00e1nico, lavado qu\u00edmico, lavado ultras\u00f3nico.<\/td><\/tr>
      Separaci\u00f3n por gravedad<\/td>Densidad mineral<\/td>Mica, circ\u00f3n, rutilo, etc. Hematita, magnetita, turmalina, mica y otros minerales magn\u00e9ticos.<\/td>P\u00e9rdida significativa de concentrado.<\/td><\/tr>
      Separaci\u00f3n magn\u00e9tica<\/td>Magnetismo mineral<\/td><\/td>Separaci\u00f3n magn\u00e9tica de alta intensidad de m\u00faltiples etapas.<\/td><\/tr>
      Flotaci\u00f3n<\/td>Propiedades de la superficie mineral<\/td>Mica, feldespato, apatito, etc.<\/td>Flotaci\u00f3n inversa, m\u00faltiples etapas de limpieza.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

      La separaci\u00f3n magn\u00e9tica multietapa de alta intensidad elimina los minerales e inclusiones magn\u00e9ticos. La flotaci\u00f3n separa los minerales de silicato, como la mica y el feldespato. Es esencial contar con m\u00faltiples etapas de limpieza. Con frecuencia se requieren diagramas de flujo combinados seg\u00fan las caracter\u00edsticas del mineral.<\/p>\n\n\n\n

      Despu\u00e9s del pretratamiento y la separaci\u00f3n f\u00edsica, el contenido de SiO\u2082 puede alcanzar ~99,9%, pero no especificaciones de alta pureza, ya que estos m\u00e9todos son ineficaces contra las impurezas de inclusi\u00f3n y red.<\/p>\n\n\n\n

      3 Separaci\u00f3n de impurezas de inclusi\u00f3n<\/h3>\n\n\n\n
      \"polvo<\/figure>\n\n\n\n

      3.1 Lixiviaci\u00f3n \u00e1cida mixta de inclusiones minerales<\/h4>\n\n\n\n

      Aprovecha la solubilidad del cuarzo \u00fanicamente en HF, mientras que otras inclusiones minerales se disuelven en \u00e1cidos (H\u2082SO\u2084, HCl, HNO\u2083, HF). Los \u00e1cidos mixtos son m\u00e1s eficaces para impurezas complejas. Los estudios termodin\u00e1micos (Tabla 6) muestran impurezas comunes. poder<\/em> se disuelven en \u00e1cidos que contienen HF, pero las velocidades de reacci\u00f3n son lentas (constantes de equilibrio ~1,0\u20131,5). <\/p>\n\n\n\n

      Tabla 6. Energ\u00eda libre de Gibbs de la reacci\u00f3n de descomposici\u00f3n y constante de equilibrio de impurezas minerales comunes en cuarzo en \u00e1cidos mixtos que contienen HF a diferentes temperaturas [13]<\/strong><\/p>\n\n\n\n

      Temperatura\/\u00b0C<\/th>25<\/th>75<\/th>100<\/th>150<\/th>175<\/th>200<\/th>225<\/th><\/tr><\/thead>
      Feldespato de potasio<\/strong> \u0394rGT<\/td>\u2013403,2<\/td>\u2013451,86<\/td>\u2013474,98<\/td>\u2013517,36<\/td>\u2013536.08<\/td>\u2013548,97<\/td>\u2013583,72<\/td><\/tr>
      K<\/td>1.18<\/td>1.17<\/td>1.17<\/td>1.16<\/td>1.15<\/td>1.15<\/td>1.15<\/td><\/tr>
      Albita<\/strong> \u0394rGT<\/td>\u2013409,22<\/td>\u2013455,41<\/td>\u2013477,36<\/td>\u2013517.61<\/td>\u2013535,37<\/td>\u2013547,16<\/td>\u2013581,23<\/td><\/tr>
      K<\/td>1.18<\/td>1.17<\/td>1.18<\/td>1.16<\/td>1.15<\/td>1.15<\/td>1.15<\/td><\/tr>
      Anortita<\/strong> \u0394rGT<\/td>\u2013539,45<\/td>\u2013571,71<\/td>\u2013586,77<\/td>\u2013614,89<\/td>\u2013628,75<\/td>\u2013635,14<\/td>\u2013660,45<\/td><\/tr>
      K<\/td>1.24<\/td>1.22<\/td>1.21<\/td>1.19<\/td>1.18<\/td>1.18<\/td>1.17<\/td><\/tr>
      Di\u00f3psido<\/strong> \u0394rGT<\/td>\u2013676,42<\/td>\u2013663.01<\/td>\u2013637,67<\/td>\u2013619,14<\/td>\u2013595,78<\/td>\u2013556,82<\/td>\u2013556,92<\/td><\/tr>
      K<\/td>1.31<\/td>1.26<\/td>1.23<\/td>1.19<\/td>1.17<\/td>1.16<\/td>1.14<\/td><\/tr>
      moscovita<\/strong> \u0394rGT<\/td>\u2013704,97<\/td>\u2013768,97<\/td>\u2013799,71<\/td>\u2013858,27<\/td>\u2013886.61<\/td>\u2013905.49<\/td>\u2013954.7<\/td><\/tr>
      K<\/td>1.33<\/td>1.3<\/td>1.29<\/td>1.28<\/td>1.27<\/td>1.27<\/td>1.26<\/td><\/tr>
      Espodumena<\/strong> \u0394rGT<\/td>\u20131015.6<\/td>\u20131060.2<\/td>\u20131078.3<\/td>\u20131108.4<\/td>\u20131123<\/td>\u20131124.5<\/td>\u20131145.1<\/td><\/tr>
      K<\/td>1.51<\/td>1.44<\/td>1.42<\/td>1.37<\/td>1.35<\/td>1.33<\/td>1.32<\/td><\/tr>
      Hematites<\/strong> \u0394rGT<\/td>\u201386,59<\/td>\u201380,44<\/td>\u201377,14<\/td>\u201372,39<\/td>\u201372,92<\/td>\u201368,75<\/td>\u201367,38<\/td><\/tr>
      K<\/td>1.04<\/td>1.03<\/td>1.03<\/td>1.02<\/td>1.02<\/td>1.02<\/td>1.02<\/td><\/tr>
      FeO<\/strong> \u0394rGT<\/td>\u2013111,77<\/td>\u2013110,56<\/td>\u2013110.09<\/td>\u2013103,65<\/td>\u2013105,58<\/td>\u2013105,2<\/td>\u2013106,15<\/td><\/tr>
      K<\/td>1.05<\/td>1.04<\/td>1.04<\/td>1.03<\/td>1.03<\/td>1.03<\/td>1.03<\/td><\/tr>
      Magnetita<\/strong> \u0394rGT<\/td>\u2013179,71<\/td>\u2013172,36<\/td>\u2013168,59<\/td>\u2013164,2<\/td>\u2013166,58<\/td>\u2013161,95<\/td>\u2013161,44<\/td><\/tr>
      K<\/td>1.08<\/td>1.06<\/td>1.06<\/td>1.05<\/td>1.05<\/td>1.04<\/td>1.04<\/td><\/tr>
      Pirita<\/strong> \u0394rGT<\/td>\u2013161,69<\/td>\u2013187,38<\/td>\u2013203,87<\/td>\u2013241,16<\/td>\u2013260,4<\/td>\u2013285,45<\/td>\u2013307,56<\/td><\/tr>
      K<\/td>1.07<\/td>1.07<\/td>1.07<\/td>1.07<\/td>1.07<\/td>1.08<\/td>1.08<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

      Exposici\u00f3n efectiva<\/strong> La inclusi\u00f3n es un requisito previo. Tratamiento t\u00e9rmico de transici\u00f3n de fase<\/strong> (Calentando a ~573 \u00b0C de transici\u00f3n \u03b1-\u03b2 o 1470 \u00b0C para cristobalita, luego enfriando r\u00e1pidamente) se utiliza la expansi\u00f3n de volumen para crear grietas, exponiendo las inclusiones. Desventajas: posible vitrificaci\u00f3n a alta temperatura (T), formaci\u00f3n de \u00f3xidos\/nitruros estables.<\/p>\n\n\n\n

      3.2 Estallido de inclusiones fluidas a alta temperatura<\/h4>\n\n\n\n

      El calentamiento provoca que la presi\u00f3n interna supere el confinamiento, lo que provoca el estallido de las inclusiones y la liberaci\u00f3n de impurezas para el posterior lavado \u00e1cido. No todas las inclusiones revientan: las inclusiones ricas en l\u00edquido revientan cerca de la temperatura de homogeneizaci\u00f3n; las ricas en vapor pueden soportar una temperatura m\u00e1s alta. El modelado termodin\u00e1mico (Tabla 7) muestra una mayor presi\u00f3n interna para las inclusiones homogeneizadas en l\u00edquido que para las homogeneizadas en vapor a la misma temperatura.<\/p>\n\n\n\n

      3.3 Cloraci\u00f3n (volatilizaci\u00f3n de cloruros)<\/h4>\n\n\n\n

      Calentar el cuarzo a 1000\u20131500 \u00b0C en Cl\u2082, HCl o gases mixtos volatiliza las impurezas met\u00e1licas en forma de cloruros y ayuda a eliminar inclusiones fluidas\/grupos hidroxilo. Un gradiente de potencial qu\u00edmico impulsa la difusi\u00f3n de inclusiones. Investigaciones (p. ej., de Mao Lingwen et al.) demostraron que la [OH\u207b] se redujo de 35 ppm a 20,5 ppm a 1250 \u00b0C en Cl\u2082. <\/p>\n\n\n\n

      Eliminaci\u00f3n de impurezas de la red<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

      Implica la ruptura de enlaces Me-O introducidos por sustituci\u00f3n. Las energ\u00edas de enlace var\u00edan (v\u00e9ase la Tabla 8): <\/p>\n\n\n\n

      Tabla 8 Energ\u00eda de enlace de los enlaces Me\u2013O en silicatos [13]<\/strong><\/p>\n\n\n\n

      A m\u00ed<\/td>S\u00ed\u2074\u207a<\/td>Mn\u00b2\u207a<\/td>Cu\u00b2\u207a<\/td>Ca\u00b2\u207a<\/td>Mn\u00b2\u207a<\/td>Pb\u00b2\u207a<\/td>Ti\u2074\u207a<\/td><\/tr>
      Energ\u00eda de enlace KJ\/mol<\/td>10.312 \u2013 13.146<\/td>3,745<\/td>3,598<\/td>3,510<\/td>3,816<\/td>3,469<\/td>12,058<\/td><\/tr>
      A m\u00ed<\/td>Al\u00b3\u207a<\/td>Zn\u00b2\u207a<\/td>Fe\u00b3\u207a<\/td>Li\u207a<\/td>Na\u207a<\/td>K\u207a<\/td>Ba\u00b2\u207a<\/td><\/tr>
      Energ\u00eda de enlace KJ\/mol<\/td>7.201 \u2013 7.858<\/td>3,037<\/td>3,845<\/td>1,469<\/td>1,347<\/td>1,251<\/td>3,213<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

      Los enlaces de metales alcalinos (Li, Na, K)-O son los m\u00e1s d\u00e9biles, pero dif\u00edciles de eliminar debido a su funci\u00f3n de equilibrio de carga. Los enlaces de Fe, Cu, Ca y Mn-O son moderadamente eliminables. Los enlaces de Al y Ti-O son los m\u00e1s fuertes, lo que convierte al Al y al Ti en las impurezas reticulares m\u00e1s recalcitrantes.<\/p>\n\n\n\n

      Durante el cambio de estructura cristalina (p. ej., cuarzo \u2192 cristobalita a ~1500 \u00b0C), los enlaces se rompen\/reforman y la red se expande (eje c: 5,404 \u00c5 \u2192 6,971 \u00c5), lo que potencialmente permite la migraci\u00f3n de impurezas a las superficies. Una atm\u00f3sfera de N\u2082 puede promover una mayor conversi\u00f3n que el vac\u00edo.<\/p>\n\n\n\n

      Por debajo del punto de fusi\u00f3n del cuarzo, las impurezas reaccionan con agentes clorantes (HCl, NH\u2084Cl, Cl\u2082) para formar cloruros vol\u00e1tiles. La transformaci\u00f3n de fase que conlleva puede facilitar la migraci\u00f3n de impurezas a la superficie para la reacci\u00f3n y evitar su reincorporaci\u00f3n al enfriarse.<\/p>\n\n\n\n

      Escrito por Ma Chao: Caracter\u00edsticas mineral\u00f3gicas y avances tecnol\u00f3gicos de procesamiento de materias primas de cuarzo de alta pureza, protecci\u00f3n y utilizaci\u00f3n de recursos minerales<\/p>\n\n\n\n

      Polvo \u00e9pico<\/mark><\/h2>\n\n\n\n
      \n