Hoogzuivere kwartsgrondstoffen zijn cruciaal voor de productie van hoogwaardige kwartsproducten. De effectiviteit van daaropvolgende zuiveringsprocessen hangt sterk af van de oorspronkelijke kwaliteit van de grondstof. De winning van hoogzuiver kwarts is afhankelijk van geavanceerde mijnbouwtechnologieën en verwerkingstechnieken, waaronder het nauwkeurig vermalen van kwartsstenen in specifieke fasen om de gewenste deeltjesgrootte te bereiken. Hier volgt een gedetailleerde inleiding tot de methoden voor het verkrijgen van hoogzuivere kwartsgrondstoffen:
1. Mijnbouwtechnologie: Moderne technieken zoals gericht boren en in-situ breken maken nauwkeurige winning van kwartserts met een hoge zuiverheidsgraad mogelijk. Deze methoden minimaliseren de blootstelling van het erts aan de externe omgeving, waardoor verontreiniging wordt verminderd. Bovendien zorgt strikte controle tijdens het breken en transport ervoor dat de zuiverheid van het erts behouden blijft.
2. Verwerkings- en zuiveringstechnologie: Het gewonnen erts ondergaat een reeks verwerkings- en zuiveringsstappen om kwartsgrondstof met een hoge zuiverheidsgraad te verkrijgen. Dit omvat breken, zeven, magnetische scheiding en flotatie om onzuiverheden te verwijderen. Geavanceerde zuiveringstechnieken zoals chemische zuivering en hogetemperatuurfusie verbeteren de zuiverheid van de grondstof verder.
Tabel: Belangrijkste stappen en hun rol bij het verkrijgen van kwartsgrondstoffen met een hoge zuiverheid
| Stap | Belangrijkste inhoud | Rol |
| Mijnbouw | Gebruik van gericht boren & in-situ breken | Zorgt voor de zuiverheid en kwaliteit van het erts |
| Verwerking en zuivering | Breken, zeven, magnetische scheiding, flotatie (fysische methoden) | Verwijdert onzuiverheden en ongewenste componenten |
| Chemische zuivering | Het gebruik van chemische reacties om specifieke onzuiverheden te verwijderen | Verhoogt de zuiverheid van de grondstof |
| Hogetemperatuurfusie | Verwijderen van resterende onzuiverheden via een smeltproces op hoge temperatuur | Verkrijgt kwartsgrondstof met een hoge zuiverheid |
Met behulp van de hierboven beschreven methoden en stappen kunnen kwartsgrondstoffen met een hoge zuiverheidsgraad worden verkregen, waarmee een solide basis wordt gelegd voor daaropvolgende zuiveringsprocessen van kwartsmaterialen en onderzoek en ontwikkeling van nieuwe materialen. Tegelijkertijd blijft de vraag naar kwartsgrondstoffen met een hoge zuiverheidsgraad toenemen, waardoor onderzoek en ontwikkeling van efficiëntere winningsmethoden bijzonder belangrijk worden.
1 Mijnbouw en voorverwerking van kwartserts
In het productieproces van kwartsmateriaal is de winning en voorbewerking van kwartserts een essentiële fase. Ten eerste wordt, op basis van de grootte en geografische ligging van de kwartsertsafzetting, een geschikte mijnbouwmethode gekozen, zoals dagbouw of ondergrondse mijnbouw. Dagbouw is geschikt voor grote, vlakliggende afzettingen, terwijl ondergrondse mijnbouw geschikt is voor rijke afzettingen met complexe geologische omstandigheden.
Het gewonnen kwartserts vereist een voorbewerking om onzuiverheden te verwijderen en het gehalte aan andere mineralen te verlagen. De voorbewerking omvat voornamelijk stappen zoals breken, zeven, magnetische scheiding en flotatie. Breken breekt grote stukken erts in kleinere fragmenten voor een eenvoudigere verwerking. Zeven scheidt kwartsertsdeeltjes van verschillende groottes met behulp van trilzeven. Magnetische scheiding maakt gebruik van de magnetische verschillen tussen kwartserts en onzuiverheden om ze te scheiden. Flotatie maakt gebruik van dichtheidsverschillen en gebruikt bellen om onzuiverheden van het kwartserts te scheiden.
Tijdens de voorbewerking is ook chemische zuivering van het kwartserts noodzakelijk. Veelgebruikte chemische zuiveringsmethoden zijn onder andere zuuruitloging, alkali-uitloging en oxidatie-roasting. Bij zuuruitloging reageren zure oplossingen zoals waterstoffluoride of zwavelzuur met onzuiverheden in het kwartserts en verwijderen deze. Bij alkali-uitloging reageren alkalische oplossingen zoals natriumhydroxide of natriumcarbonaat met onzuiverheden en zuiveren ze. Oxidatie-roasting omvat calcinatie bij hoge temperatuur om onzuiverheden in het kwartserts om te zetten in oxiden of andere verbindingen, waardoor de zuiverheid van het kwartserts wordt verbeterd.
Daarnaast is vochtbeheersing essentieel tijdens de voorbewerking. Vanwege het doorgaans hoge vochtgehalte van kwartserts kan ineffectieve beheersing de kwaliteit van daaropvolgende zuiveringsprocessen en de ontwikkeling van nieuwe materialen beïnvloeden. Daarom wordt tijdens de voorbewerking een droogbehandeling toegepast om het vochtgehalte te verlagen.
De winning en voorverwerking van kwartserts vormen cruciale schakels in het zuiveringsproces van kwartsmateriaal en in de R&D naar nieuwe materialen. Door kwartserts te verwerken door middel van winning, breken, zeven, magnetische scheiding, flotatie, chemische zuivering en vochtbeheersing, kunnen hoogwaardige grondstoffen worden geleverd voor de productie van kwartsmateriaal, wat de efficiëntie van het gehele productieproces en de kwaliteit van het eindproduct verbetert.
2 Breken en classificeren van natuurlijk kwarts
Het breken en classificeren van natuurlijk kwarts zijn belangrijke stappen bij de bereiding van zeer zuivere kwartsmaterialen. Het doel is om grote kwartsgrondstoffen te desintegreren tot deeltjes die voldoen aan de eisen van daaropvolgende zuiveringsprocessen met behulp van mechanische kracht, en om een nauwkeurige scheiding uit te voeren op basis van deeltjesgrootte om de efficiëntie van de daaropvolgende chemische zuivering en de zuiverheid van het eindproduct te verbeteren.
(1) Brekende technologie
Het breken van kwarts is voornamelijk gebaseerd op mechanische krachten zoals impact, compressie en vermaling. Veelgebruikte apparatuur is onder andere kaakbrekers, kegelbrekers, kogelmolens, Raymond-molens en straalbrekers. Bij het breken moet rekening worden gehouden met de hardheid (Mohs 7), broosheid en splijteigenschappen van kwarts om oververmaling te voorkomen, wat onzuiverheden (bijv. ijzer, aluminium) kan veroorzaken of deeltjesoppervlakken kan activeren.
Grof en middelmatig breken: Meestal worden kaakbrekers of kegelbrekers gebruikt om de grootte van het ruwe materiaal te verkleinen van enkele tientallen centimeters tot enkele millimeters. In deze fase moet de breekverhouding (verhouding tussen de grootte van het materiaal en de productgrootte) worden geregeld tussen 3 en 8 om verontreiniging door mechanische slijtage te verminderen.
• Fijnmalen: Wordt bereikt met behulp van kogelmolens of vibratiemolens, waarbij kwartsdeeltjes verder worden verkleind tot het micrometerbereik (bijv. D50=10~50 µm). De keuze van het maalmedium (bijv. zirkoniumkogels, aluminiumkogels) is cruciaal; hun hardheid moet lager zijn dan die van kwarts om kruisbesmetting te voorkomen.
• Ultrafijn slijpen: Voor kwartsgrondstoffen met een hoge zuiverheid kunnen straalmolens (bijv. wervelbedstraalmolens) of planetaire kogelmolens submicron (D50<1 µm) ultrafijne poeders produceren. Straalmolens maken gebruik van snelle deeltjesbotsingen voor vermaling, waardoor ijzerverontreiniging effectief wordt vermeden, maar verbruiken een hoger energieverbruik.
Tabel: Prestatievergelijking van gangbare kwartsbrekers
| Type apparatuur | Productdeeltjesbereik (µm) | Besmettingsrisico | Energieverbruik | Toepasselijke fase |
| Kaakbreker | 50~500 | Medium | Laag | Grof breken |
| Kogelmolen | 1~100 | Hoog | Medium | Fijn slijpen |
| straal molen | 0.1~10 | Laag | Hoog | Ultrafijn slijpen |
(2) Classificatietechnologie
Classificatie Is het proces waarbij kwartsdeeltjes worden gescheiden op basis van grootte, dichtheid of vorm, met als doel een product te verkrijgen met een geconcentreerde deeltjesgrootteverdeling. Classificatieapparatuur bestaat uit droge en natte typen, waaronder cycloonclassificatoren, luchtclassificatoren, hydrocyclonen en trilzeven.
• Droge classificatie: Geschikt voor droge maalprocessen zoals straalfrezenscheidt deeltjes door middel van centrifugale kracht of traagheidsverschillen in een luchtstroom. Een turbo-luchtclassificator kan bijvoorbeeld het snijpunt (d) regelen door de rotorsnelheid (n) aan te passen, waarbij constanten gerelateerd aan het apparaat en de deeltjesdichtheid van toepassing zijn.
• Natte classificatie: m.m Wordt uitgevoerd in een waterig medium en scheidt deeltjes via sedimentatie of centrifugaalkracht. Hydrocyclonen gebruiken een centrifugaalkrachtveld voor classificatie. De snijgrootte (d50) is afhankelijk van de overloopdiameter (D₀) en de toevoerdruk (waarbij μ de viscositeit van de vloeistof is). Natte classificatie biedt een hogere efficiëntie, maar vereist nadroging.
(3) Procesoptimalisatiepunten
Om de efficiëntie van het breken en classificeren te verbeteren, moet aandacht worden besteed aan de volgende parametercontroles:
1. Deeltjesgrootteverdeling: Bereik een smalle verdeling (bijv. standaarddeviatie σ <1,5) door parameters zoals maalduur en snelheid van het classificeringswiel aan te passen. Vermijd te grove of fijne deeltjes die de daaropvolgende zuivering beïnvloeden.
2. Controle op onzuiverheden: Gebruik liners van materialen zoals polyurethaan of aluminiumoxide met een hoge zuiverheidsgraad en test regelmatig op de aanwezigheid van metaalelementen (bijv. ijzer, chroom).
3. Energiebalans: Pas gesloten circuitprocessen toe, zoals ‘meertraps breken + classificeren’, bijvoorbeeld een combinatie van ‘kogelmolen en luchtclassificator’, om overmatig malen te verminderen en het energieverbruik per eenheid product te verlagen.
Door de breek- en classificatieprocessen te optimaliseren, kunnen kwartsgrondstoffen met een hoge zuiverheid en gelijkmatige korrelgrootte worden geleverd voor daaropvolgende zuiveringsstappen zoals zuuruitloging en flotatie. Hiermee wordt de basis gelegd voor het waarborgen van de kwaliteit van het eindproduct.
3.3 Voorbereidende zuiveringsstappen voor ruw kwarts
De voorbereidende zuiveringsstappen voor ruw kwarts omvatten voornamelijk breken, zeven, wassen en floteren. Eerst worden grote blokken kwartserts gebroken om een specifieke deeltjesgrootte te bereiken. Vervolgens scheidt zeefapparatuur kwartsdeeltjes van verschillende groottes. Vervolgens worden wasmiddelen gebruikt om de kwartsdeeltjes te wassen en oppervlakteverontreinigingen te verwijderen. Ten slotte scheidt flotatieapparatuur de kwartsdeeltjes van de onzuiverheden, wat resulteert in een ruw kwartsproduct met een hogere zuiverheid.
De volgende tabel kan de bedrijfsparameters voor elke stap in het voorlopige zuiveringsproces van ruw kwarts weergeven:
| Stap | Bedrijfsparameters |
| Verpletteren | Brekermodel, Brekerverhouding, Brekertijd |
| Screening | Schermopening, Schermtijd |
| Schrobben | Type scrubmiddel, concentratie, scrubtijd |
| Flotatie | Flotatiemiddeltype, concentratie, flotatietijd |
Om de zuiveringsefficiëntie van ruw kwarts te verbeteren, kunnen bovendien hulpprocessen zoals magnetische en elektrostatische scheiding worden toegepast. Deze processen kunnen magnetische of geleidende onzuiverheden verder uit het ruwe kwarts verwijderen, waardoor de zuiverheid van het product wordt verbeterd.
Een gids voor het selecteren Maalmolens
Het selecteren van de juiste maalapparatuur is cruciaal voor het bereiken van de gewenste deeltjesgrootte, het maximaliseren van de productiecapaciteit en het waarborgen van kostenefficiëntie bij de productie van kwartspoeder. Verschillende maaltechnologieën bieden specifieke voordelen, afgestemd op specifieke toepassingsvereisten.
In de onderstaande tabel worden vier veelgebruikte maalsystemen voor de verwerking van kwartspoeder met elkaar vergeleken. De belangrijkste operationele parameters en typische toepassingsgevallen worden daarbij toegelicht.
| Apparatuur | Prijs | Fijnheid | Capaciteit | Typische toepassingen |
| Kogelmolen | Hoog | Grof poeder (80–2500 mesh) | Hoog | Ertsen, cement, kwartspoeder |
| Raymond Mill | Laag | Fijn poeder (80–325 mesh) | Normaal | Niet-metalen mineralen |
| Verticale walsmolen | Hoog | Fijn poeder (20–400 mesh) | Normaal | Cementklinker, slakken, steenkool, kwarts |
| straal molen | Laag | Ultrafijn poeder (325–3250 mesh) | Laag | Ultrafijn kwarts, chemicaliën, pigmenten |
Episch poeder
De reis van ruw kwarts naar zeer zuiver, nauwkeurig geclassificeerd poeder vereist expertise en geavanceerde technologie. Epic Powder is gespecialiseerd in het leveren van oplossingen voor het malen en classificeren van kwarts, op maat gemaakt voor de industrie. Onze apparatuur is ontworpen voor maximale efficiëntie, minimale verontreiniging en nauwkeurige deeltjesgroottecontrole, waardoor uw kwartsproducten voldoen aan de strengste kwaliteitsnormen voor geavanceerde toepassingen. Werk samen met Epic Powder om uw kwartsverwerking te transformeren – waar precisie en zuiverheid samenkomen voor uitzonderlijke resultaten. Neem vandaag nog contact met ons op en ontdek hoe onze oplossingen uw productielijn kunnen optimaliseren en de waarde van uw eindproduct kunnen verhogen.
Bedankt voor het lezen. Ik hoop dat mijn artikel je helpt. Laat hieronder een reactie achter. Je kunt ook contact opnemen met de online klantenservice van EPIC Powder. Zelda voor verdere vragen.”
— Geplaatst door Jason Wang, Senior ingenieur
