{"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\/pt\/mineralogical-characteristics-and-processing-technology-advances-of-high-purity-quartz-raw-materials\/","title":{"rendered":"Caracter\u00edsticas mineral\u00f3gicas e tecnologia de processamento do quartzo de alta pureza."},"content":{"rendered":"

O quartzo de alta pureza \u00e9 um mineral n\u00e3o met\u00e1lico cr\u00edtico e de alta demanda. Possui propriedades como resist\u00eancia a altas temperaturas, resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o, estabilidade t\u00e9rmica e isolamento. \u00c9 amplamente utilizado em fontes de luz el\u00e9trica de alta qualidade, circuitos integrados de grande e ultra grande escala, energia solar fotovoltaica, fibras \u00f3pticas, ind\u00fastria aeroespacial e militar. Dada a import\u00e2ncia estrat\u00e9gica desses setores para o desenvolvimento nacional a longo prazo, o quartzo de alta pureza \u00e9 classificado como um material de alta tecnologia sob estrita prote\u00e7\u00e3o por governos em todo o mundo. J\u00e1 em 2010, a Uni\u00e3o Europeia o listou como mat\u00e9ria-prima cr\u00edtica. Atualmente, apenas um pequeno n\u00famero de empresas em todo o mundo \u00e9 capaz de produzi-lo em larga escala.<\/p>\n\n\n\n

\"moinho<\/figure>\n\n\n\n

Tabela 1. Mercado de Aplica\u00e7\u00e3o do Quartzo de Alta Pureza<\/p>\n\n\n\n

Pureza (Teor de SiO\u2082)<\/th>>99,99%<\/th>>99,997%<\/th>>99,999%<\/th><\/tr><\/thead>
Principais produtos<\/strong><\/td>Tubos de l\u00e2mpadas de alta temperatura, tubos de s\u00edlica fundida, vidro de quartzo, p\u00f3 de s\u00edlica, dispositivos \u00f3pticos, vidro \u00f3ptico de quartzo especial, etc.<\/td>Cadinhos de sil\u00edcio monocristalino, cadinhos de sil\u00edcio policristalino, vidro de quartzo de alta qualidade e produtos relacionados, fibras \u00f3pticas e componentes optoeletr\u00f4nicos, etc.<\/td>Cadinhos Czochralski (CZ), vidro de quartzo de ultra-alta pureza para semicondutores, cadinhos de quartzo de alta qualidade para semicondutores<\/td><\/tr>
Pre\u00e7o de aplica\u00e7\u00e3o na ind\u00fastria (USD\/ton)<\/strong><\/td>600 ~ 1500<\/td>5,500 ~ 8,500<\/td>12,000 ~ 15,000<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Especifica\u00e7\u00f5es t\u00e9cnicas para quartzo de alta pureza<\/h2>\n\n\n\n

N\u00e3o existe uma defini\u00e7\u00e3o universalmente aceita. M\u00fcller A. et al. (2007) foram os primeiros a tentar classificar o quartzo com base no teor de elementos tra\u00e7o de impurezas, sugerindo que o quartzo de alta pureza deveria apresentar os seguintes valores em ppm: Al < 30, B < 1, Ca < 5, Fe < 3, K < 8, Li < 5, Na < 8, Ti < 10, P < 2, com impurezas totais < 50 ppm. Zhang Ye et al. (2010) observaram que a areia de quartzo de alta pureza, reconhecida internacionalmente, apresenta um teor total de 15 impurezas (Al, K, Na, Li, Ca, Fe, Mg, Mn, Ti, Zr, Cu, Cr, Ni, P, B) inferior a 22,26 ppm. O \u201cCat\u00e1logo de Orienta\u00e7\u00f5es para Demonstra\u00e7\u00e3o da Aplica\u00e7\u00e3o do Primeiro Lote de Novos Materiais Chave (Edi\u00e7\u00e3o de 2018)\u201d da China especifica que o quartzo de alta pureza deve ter um teor 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

As inclus\u00f5es fluidas, comuns no quartzo, s\u00e3o uma das principais causas de bolhas em produtos de quartzo de alta pureza, afetando severamente a qualidade. Portanto, o quartzo de alta pureza deve conter inclus\u00f5es fluidas nulas ou em quantidade m\u00ednima. Observa\u00e7\u00f5es sugerem que ele deve atender aos seguintes crit\u00e9rios: raz\u00e3o da \u00e1rea de inclus\u00e3o fluida em part\u00edcula \u00fanica <1%; sob microsc\u00f3pio (objetiva de 10X, tamanho m\u00e9dio de gr\u00e3o da amostra de 0,1 mm), part\u00edculas contendo inclus\u00f5es fluidas <1%; perda de massa t\u00e9rmica <15 ppm.<\/p>\n\n\n\n

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

Elemento<\/th>Al<\/th>B<\/th>Ca<\/th>Cr<\/th>Cu<\/th>Fe<\/th>K<\/th>Li<\/th>Mg<\/th>Mn<\/th>N \/ D<\/th>Ni<\/th><\/tr><\/thead>
IOTA \u2013 Padr\u00e3o<\/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 dados n\u00e3o relatados na literatura.<\/p>\n\n\n\n

Mat\u00e9rias-primas de quartzo de alta pureza<\/h2>\n\n\n\n

Inicialmente, utilizava-se cristal natural (graus I e II). Com o r\u00e1pido crescimento da ind\u00fastria de alta tecnologia, a quantidade limitada e o esgotamento do cristal natural tornaram-se inacess\u00edveis para a demanda. Desde a d\u00e9cada de 1970, os EUA passaram a utilizar pegmatito gran\u00edtico, o Jap\u00e3o, pegmatito de granula\u00e7\u00e3o fina, enquanto a R\u00fassia e a Alemanha utilizaram quartzito metam\u00f3rfico e quartzo de veio. Atualmente, os minerais de quartzo natural s\u00e3o a principal fonte.<\/p>\n\n\n\n

Caracter\u00edsticas mineral\u00f3gicas de mat\u00e9rias-primas de quartzo de alta pureza<\/h2>\n\n\n\n
\"moinho<\/figure>\n\n\n\n

A qualidade do quartzo de alta pureza n\u00e3o \u00e9 simplesmente inversamente proporcional ao teor de impurezas na mat\u00e9ria-prima, mas est\u00e1 intimamente ligada \u00e0 processabilidade<\/em> de impurezas, conforme determinado por sua mineralogia de processo. Diferentes tipos de min\u00e9rio de quartzo apresentam caracter\u00edsticas mineral\u00f3gicas distintas. Uma an\u00e1lise detalhada \u00e9 fundamental para determinar as propriedades do min\u00e9rio, projetar processos de beneficiamento\/purifica\u00e7\u00e3o e definir metas de produto.<\/p>\n\n\n\n

1. Composi\u00e7\u00e3o Qu\u00edmica e Ocorr\u00eancia de Elementos de Impureza<\/h3>\n\n\n\n

A an\u00e1lise qu\u00edmica revela os tipos e teores dos elementos, mas n\u00e3o permite avaliar com precis\u00e3o o potencial de processamento para obten\u00e7\u00e3o de quartzo de alta pureza. As impurezas s\u00e3o diversas em tipo, teor e ocorr\u00eancia (ver Tabela 3 para os padr\u00f5es comuns).<\/p>\n\n\n\n

Tabela 3 Estados de ocorr\u00eancia comuns de elementos de impureza em mat\u00e9rias-primas de quartzo [1,12]<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Elemento<\/th>Estado de ocorr\u00eancia<\/th>Formul\u00e1rio existente<\/th>Elemento<\/th>Estado de ocorr\u00eancia<\/th>Formul\u00e1rio existente<\/th><\/tr><\/thead>
Al<\/td>Isom\u00f3rfico
Minerais Independentes<\/td>		Defeitos na estrutura cristalina de quartzo, mica, feldspato e minerais de argila.<\/td>Ti<\/td>Isom\u00f3rfico
Minerais Independentes<\/td>		Defeitos na estrutura cristalina do quartzo e do rutilo.<\/td><\/tr>
Fe<\/td>Isom\u00f3rfico
Minerais Independentes<\/td>		Defeitos na estrutura cristalina do quartzo, \u00f3xidos de ferro e inclus\u00f5es minerais s\u00f3lidas.<\/td>Ge<\/td>Isom\u00f3rfico
Defeito<\/td>		Defeitos na estrutura cristalina do quartzo<\/td><\/tr>
Li<\/td>Isom\u00f3rfico
Inclus\u00e3o<\/td>		Defeitos na estrutura cristalina do quartzo, fase l\u00edquida em inclus\u00f5es fluidas.<\/td>Mg<\/td>Isom\u00f3rfico
Inclus\u00e3o<\/td>		Cristais de quartzo, misturas de mica<\/td><\/tr>
K<\/td>Isom\u00f3rfico
Inclus\u00e3o<\/td>		Defeitos na estrutura cristalina do quartzo, mica, minerais argilosos, fase l\u00edquida em inclus\u00f5es fluidas.<\/td>Ca<\/td>Inclus\u00e3o mineral independente<\/td>Minerais como a fluorita, fase l\u00edquida em inclus\u00f5es fluidas<\/td><\/tr>
N \/ D<\/td>Isom\u00f3rfico
Inclus\u00e3o<\/td>		Defeitos na estrutura cristalina do quartzo, presen\u00e7a de mica, fase l\u00edquida em inclus\u00f5es fluidas.<\/td>-OH<\/td>Isom\u00f3rfico
Defeito<\/td>		Defeitos na estrutura cristalina do quartzo<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

2. Composi\u00e7\u00e3o Mineral e Textura<\/h3>\n\n\n\n

Para selecionar a mat\u00e9ria-prima adequada e projetar a purifica\u00e7\u00e3o ideal, \u00e9 necess\u00e1rio identificar a modo de ocorr\u00eancia<\/em> A pureza das impurezas \u00e9 essencial. Minerais de ganga independentes associados (por exemplo, mica, feldspato, hematita, turmalina, clorita, minerais argilosos) s\u00e3o os principais portadores de impurezas e formam facilmente inclus\u00f5es minerais durante a mineraliza\u00e7\u00e3o, impactando significativamente a qualidade do produto final. A textura de intercrescimento entre o quartzo e a ganga afeta diretamente o grau de libera\u00e7\u00e3o e, consequentemente, a efici\u00eancia da purifica\u00e7\u00e3o. Uma altera\u00e7\u00e3o diagen\u00e9tica\/metam\u00f3rfica mais intensa leva a diferen\u00e7as de intercrescimento mais acentuadas, evoluindo de tipos adjacentes para suturados ou mesmo encapsulados, aumentando a dificuldade de libera\u00e7\u00e3o e reduzindo o potencial de processamento.<\/p>\n\n\n\n

    \n
  • Figura 1(a): Pegmatito gran\u00edtico de Spruce Pine, EUA \u2014 mineralogia complexa, mas o quartzo se desprende facilmente e cont\u00e9m inclus\u00f5es m\u00ednimas.<\/li>\n\n\n\n
  • Figura 1(b): Quartzo de veio de Qinghai, China \u2014 gr\u00e3os grossos e puros com muscovita em menor quantidade nos limites\/bordas dos gr\u00e3os, libera-se facilmente, pode render >99,99% SiO\u2082, Al <10 ppm ap\u00f3s processamento.<\/li>\n\n\n\n
  • Figura 1(c): Concentrado purificado mostrando inclus\u00f5es minerais persistentes \u2014 com a tecnologia atual, as inclus\u00f5es ficam retidas. dentro de<\/em> Os gr\u00e3os de quartzo n\u00e3o podem ser separados de forma eficaz. O quartzo com baixa libera\u00e7\u00e3o e inclus\u00f5es abundantes \u00e9 dif\u00edcil de processar para se obter quartzo de alta pureza.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    3 Inclus\u00f5es Fluidas<\/h3>\n\n\n\n

    Onipresentes em minerais\/rochas (10\u00b2\u201310\u2079 por cm\u00b3, tipicamente <50 \u00b5m). Seu tipo, tamanho e conte\u00fado impactam significativamente a qualidade. Classificadas por conte\u00fado: gasosas, l\u00edquidas, g\u00e1s-l\u00edquidas, trif\u00e1sicas. Cont\u00eam impurezas (Na, K, Ca, etc.) e afetam negativamente o comportamento de fus\u00e3o. Estudos mostram que a remo\u00e7\u00e3o de inclus\u00f5es fluidas \u00e9 mais desafiadora do que a remo\u00e7\u00e3o de impurezas elementares e \u00e9 um fator limitante crucial. Selecionar quartzo com poucas ou nenhuma inclus\u00e3o fluida \u00e9 fundamental.<\/p>\n\n\n\n

    4 Impurezas da Rede Cristalina <\/h3>\n\n\n\n

    Os elementos que substituem o Si\u2074\u207a durante a forma\u00e7\u00e3o do cristal tornam-se impurezas estruturais. Embora presentes em baixas concentra\u00e7\u00f5es, s\u00e3o extremamente dif\u00edceis de remover e constituem o fator mais cr\u00edtico que limita a qualidade. Modos de substitui\u00e7\u00e3o: 1) Substitui\u00e7\u00e3o isovalente (Ti\u2074\u207a, Ge\u2074\u207a); 2) Substitui\u00e7\u00e3o acoplada (Al\u00b3\u207a + P\u2075\u207a para 2Si\u2074\u207a); 3) Substitui\u00e7\u00e3o com compensa\u00e7\u00e3o de carga (Al\u00b3\u207a, Fe\u00b3\u207a para Si\u2074\u207a, balanceado por Li\u207a, Na\u207a, K\u207a, H\u207a). O Al \u00e9 tipicamente o elemento mais abundante. Sua substitui\u00e7\u00e3o cria um desequil\u00edbrio de carga, frequentemente correlacionado com maiores teores de Li, K e Na. O teor de Al pode indicar a qualidade da mat\u00e9ria-prima. Com a tecnologia atual, as impurezas da estrutura cristalina s\u00e3o praticamente irremov\u00edveis.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    A Figura 2 mostra o mapeamento SEM-EDS de uma part\u00edcula de quartzo de veio ap\u00f3s lixivia\u00e7\u00e3o por calor e press\u00e3o. O Al est\u00e1 distribu\u00eddo uniformemente (Figura 2b), correspondendo ao formato da part\u00edcula, indicando Al ligado \u00e0 rede cristalina. A distribui\u00e7\u00e3o de Mg \u00e9 indistinta (Figura 2c). A an\u00e1lise GFAAS\/AAS mostrou Al = 13,92 ppm e Mg = 0,59 ppm ap\u00f3s a lixivia\u00e7\u00e3o, destacando a extrema dificuldade de remo\u00e7\u00e3o do Al ligado \u00e0 rede cristalina.<\/p>\n\n\n\n

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

      Estudos globais indicam que o quartzo natural process\u00e1vel deve possuir: gr\u00e3os quimicamente puros, poucas ou nenhuma impureza na estrutura cristalina, tamanho de gr\u00e3o grande, poucas inclus\u00f5es minerais\/fluidas e baixo teor de minerais de ganga associados.<\/p>\n\n\n\n

      Mat\u00e9rias-primas t\u00edpicas de quartzo de alta pureza<\/h2>\n\n\n\n
      \"classificador-2\"<\/figure>\n\n\n\n

      Embora o quartzo seja abundante, a mat\u00e9ria-prima de alta pureza se forma apenas sob condi\u00e7\u00f5es geol\u00f3gicas espec\u00edficas. Pouqu\u00edssimos dep\u00f3sitos s\u00e3o adequados, e o processamento \u00e9 extremamente complexo. A g\u00eanese pode ser classificada como magm\u00e1tica, metam\u00f3rfica ou hidrotermal (ver Tabela 4 para caracter\u00edsticas\/exemplos).<\/p>\n\n\n\n

      O exemplo cl\u00e1ssico \u00e9 o pegmatito gran\u00edtico de Spruce Pine (EUA), formado sob metamorfismo de f\u00e1cies xisto verde do Alleghanian, que promoveu recristaliza\u00e7\u00e3o din\u00e2mica, deforma\u00e7\u00e3o pl\u00e1stica e migra\u00e7\u00e3o de impurezas para novos limites de gr\u00e3os por meio de fluidos, resultando em quartzo de alta pureza com poucas inclus\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n

      O quartzo pegmat\u00edtico magm\u00e1tico cristaliza-se lentamente a partir de magma de alta temperatura, permitindo a exsolu\u00e7\u00e3o de impurezas, resultando em alta pureza e poucas inclus\u00f5es fluidas.<\/p>\n\n\n\n

      Tabela 4 Caracter\u00edsticas do quartzo de diferentes tipos gen\u00e9ticos e exemplos t\u00edpicos de aplica\u00e7\u00e3o [18]<\/strong><\/p>\n\n\n\n

      Diferentes tipos gen\u00e9ticos de quartzo<\/th>Caracter\u00edsticas<\/th>Exemplos t\u00edpicos de aplica\u00e7\u00e3o<\/th><\/tr><\/thead>
      Tipo Magm\u00e1tico<\/strong><\/td>Quartzo Gran\u00edtico<\/td>Temperatura de forma\u00e7\u00e3o (700 \u00b0C \u2013 1.000 \u00b0C), gr\u00e3os de quartzo puros com quase nenhuma inclus\u00e3o fluida.<\/td><\/tr>
      Tipo Metam\u00f3rfico<\/strong><\/td>Quartzo de rocha metam\u00f3rfica de alto grau<\/td>Temperatura de forma\u00e7\u00e3o (750 \u2013 900 \u00b0C), baixo teor de inclus\u00f5es fluidas.<\/td><\/tr>
      <\/td>Quartzito metam\u00f3rfico<\/td>Quanto maior o tempo de forma\u00e7\u00e3o e mais intensos os eventos t\u00e9rmicos a que foi submetido, mais puro ser\u00e1 o quartzo e menor ser\u00e1 a quantidade de inclus\u00f5es fluidas.<\/td><\/tr>
      Tipo de crescimento hidrot\u00e9rmico<\/strong><\/td>Quartzo pegmat\u00edtico em est\u00e1gio inicial<\/td>Temperatura de forma\u00e7\u00e3o: 600 \u2013 700 \u00b0C, tamanho de gr\u00e3o geralmente de 2 \u2013 6 mm, transparente, monocristalino puro, com poucas inclus\u00f5es fluidas.<\/td><\/tr>
      <\/td>Cristal de pegmatito em est\u00e1gio intermedi\u00e1rio a avan\u00e7ado<\/td>Temperatura de forma\u00e7\u00e3o: 500 \u2013 600 \u00b0C.<\/td><\/tr>
      <\/td>Quartzo de Veio Hidrotermal<\/td>Temperatura de forma\u00e7\u00e3o entre 400 e 500 \u00b0C, transparente a semitransparente, com conte\u00fado relativamente baixo de inclus\u00f5es fluidas.<\/td><\/tr>
      <\/td>Quartzo de Veio Hidrotermal<\/td>Temperatura de forma\u00e7\u00e3o: 50 a 400 \u00b0C, colora\u00e7\u00e3o branca a branco-leitosa, cont\u00e9m um grande n\u00famero de min\u00fasculas inclus\u00f5es fluidas.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

      A sele\u00e7\u00e3o da mat\u00e9ria-prima adequada requer um estudo mineral\u00f3gico detalhado utilizando m\u00faltiplas t\u00e9cnicas, com foco em: 1) Textura e teor de inclus\u00f5es minerais; 2) Teor de inclus\u00f5es fluidas; 3) Teor de impurezas na estrutura cristalina.<\/p>\n\n\n\n

      Tecnologia de Processamento de Quartzo de Alta Pureza<\/h2>\n\n\n\n
      \"Linha
      Linha de produ\u00e7\u00e3o de quartzo <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

      O objetivo \u00e9 separar diversas impurezas. Etapas: 1) Cominui\u00e7\u00e3o e classifica\u00e7\u00e3o para liberar o quartzo da ganga e atingir o tamanho desejado; 2) T\u00e9cnicas espec\u00edficas para separar minerais independentes, inclus\u00f5es e impurezas da estrutura cristalina.<\/p>\n\n\n\n

      1. Pr\u00e9-tratamento de cominui\u00e7\u00e3o e classifica\u00e7\u00e3o<\/h3>\n\n\n\n

      Visa a libera\u00e7\u00e3o eficaz e a elimina\u00e7\u00e3o de inclus\u00f5es fluidas, al\u00e9m de fornecer part\u00edculas de tamanho adequado. Para evitar contamina\u00e7\u00e3o por ferro, utilize zirc\u00f4nia (ZrO\u2082) ou \u00e1gata como meio filtrante. Cominui\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica<\/strong> (Aquecimento seguido de t\u00eampera) reduz a dureza\/energia, minimiza a contamina\u00e7\u00e3o e cria microfissuras que auxiliam na purifica\u00e7\u00e3o qu\u00edmica. Fragmenta\u00e7\u00e3o de pulso de alta tens\u00e3o<\/strong> Utiliza ondas de choque para quebrar o quartzo ao longo dos limites dos gr\u00e3os ricos em impurezas.<\/p>\n\n\n\n

      2. Separa\u00e7\u00e3o de Minerais Independentes Associados<\/h3>\n\n\n\n

      M\u00e9todos eficazes incluem separa\u00e7\u00e3o por cor, esfrega\u00e7\u00e3o e separa\u00e7\u00e3o por gravidade. separa\u00e7\u00e3o magn\u00e9tica<\/strong>, e flutua\u00e7\u00e3o<\/strong> (ver Tabela 5). <\/p>\n\n\n\n

      Tabela 5 Tecnologia de separa\u00e7\u00e3o de minerais independentes associados e quartzo [23-25]<\/strong><\/p>\n\n\n\n

      M\u00e9todo de separa\u00e7\u00e3o<\/th>Princ\u00edpio<\/th>Principais impurezas removidas<\/th>Caracter\u00edsticas<\/th><\/tr><\/thead>
      Classifica\u00e7\u00e3o por cores<\/td>Propriedades \u00f3pticas dos minerais<\/td>Minerais de impurezas de cor escura, quartzo leitoso, etc.<\/td>Altamente eficaz para part\u00edculas grossas.<\/td><\/tr>
      Esfregar<\/td>Atrito entre part\u00edculas minerais<\/td>Pel\u00edculas finas de lama e \u00f3xido aderidas \u00e0s superf\u00edcies das part\u00edculas de quartzo.<\/td>Esfrega\u00e7o mec\u00e2nico, esfrega\u00e7o qu\u00edmico, esfrega\u00e7o ultrass\u00f4nico.<\/td><\/tr>
      Separa\u00e7\u00e3o por gravidade<\/td>Densidade mineral<\/td>Mica, zirc\u00e3o, rutilo, etc. Hematita, magnetita, turmalina, mica e outros minerais magn\u00e9ticos.<\/td>Perda significativa de concentrado.<\/td><\/tr>
      Separa\u00e7\u00e3o Magn\u00e9tica<\/td>Magnetismo mineral<\/td><\/td>Separa\u00e7\u00e3o magn\u00e9tica de alta intensidade em m\u00faltiplos est\u00e1gios.<\/td><\/tr>
      Flutua\u00e7\u00e3o<\/td>Propriedades da superf\u00edcie mineral<\/td>Mica, feldspato, apatita, etc.<\/td>Flota\u00e7\u00e3o reversa, m\u00faltiplas etapas de limpeza.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

      A separa\u00e7\u00e3o magn\u00e9tica de alta intensidade em m\u00faltiplos est\u00e1gios remove minerais magn\u00e9ticos e inclus\u00f5es. A flota\u00e7\u00e3o separa minerais de silicato como mica e feldspato. M\u00faltiplos est\u00e1gios de limpeza s\u00e3o essenciais. Fluxogramas combinados s\u00e3o frequentemente necess\u00e1rios, dependendo das caracter\u00edsticas do min\u00e9rio.<\/p>\n\n\n\n

      Ap\u00f3s o pr\u00e9-tratamento e a separa\u00e7\u00e3o f\u00edsica, o teor de SiO\u2082 pode atingir ~99,9%, mas n\u00e3o especifica\u00e7\u00f5es de alta pureza, visto que esses m\u00e9todos s\u00e3o ineficazes contra impurezas de inclus\u00e3o e da rede cristalina.<\/p>\n\n\n\n

      3. Separa\u00e7\u00e3o de impurezas de inclus\u00e3o<\/h3>\n\n\n\n
      \"p\u00f3<\/figure>\n\n\n\n

      3.1 Lixivia\u00e7\u00e3o \u00e1cida mista de inclus\u00f5es minerais<\/h4>\n\n\n\n

      Utiliza a solubilidade do quartzo apenas em HF, enquanto outras inclus\u00f5es minerais se dissolvem em \u00e1cidos (H\u2082SO\u2084, HCl, HNO\u2083, HF). Misturas de \u00e1cidos s\u00e3o mais eficazes para impurezas complexas. Estudos termodin\u00e2micos (Tabela 6) mostram impurezas comuns. pode<\/em> Dissolvem-se em \u00e1cidos contendo HF, mas as taxas de rea\u00e7\u00e3o s\u00e3o lentas (constantes de equil\u00edbrio ~1,0\u20131,5). <\/p>\n\n\n\n

      Tabela 6 Energia livre de Gibbs da rea\u00e7\u00e3o de decomposi\u00e7\u00e3o e constante de equil\u00edbrio de impurezas minerais comuns no quartzo em \u00e1cidos mistos contendo HF em 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>
      Feldspato de pot\u00e1ssio<\/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>
      Diops\u00eddio<\/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>
      Espodum\u00eanio<\/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>
      Hematita<\/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

      Exposi\u00e7\u00e3o efetiva<\/strong> A inclus\u00e3o de elementos \u00e9 um pr\u00e9-requisito. Tratamento t\u00e9rmico de transi\u00e7\u00e3o de fase<\/strong> (Aquecimento a ~573\u00b0C para a transi\u00e7\u00e3o \u03b1-\u03b2 ou 1470\u00b0C para a cristobalita, seguido de resfriamento r\u00e1pido) utiliza a expans\u00e3o de volume para criar fissuras, expondo inclus\u00f5es. Desvantagens: poss\u00edvel vitrifica\u00e7\u00e3o em altas temperaturas, forma\u00e7\u00e3o de \u00f3xidos\/nitretos est\u00e1veis.<\/p>\n\n\n\n

      3.2 Ruptura de inclus\u00f5es fluidas em altas temperaturas<\/h4>\n\n\n\n

      O aquecimento faz com que a press\u00e3o interna exceda o confinamento, rompendo as inclus\u00f5es e liberando impurezas para posterior lavagem \u00e1cida. Nem todas se rompem: inclus\u00f5es ricas em l\u00edquido se rompem perto da temperatura de homogeneiza\u00e7\u00e3o; as ricas em vapor podem suportar temperaturas mais altas. A modelagem termodin\u00e2mica (Tabela 7) mostra uma press\u00e3o interna maior para inclus\u00f5es homogeneizadas por l\u00edquido em compara\u00e7\u00e3o com inclus\u00f5es homogeneizadas por vapor na mesma temperatura.<\/p>\n\n\n\n

      3.3 Clora\u00e7\u00e3o (Volatiliza\u00e7\u00e3o de Cloreto)<\/h4>\n\n\n\n

      O aquecimento do quartzo a 1000\u20131500 \u00b0C sob Cl\u2082, HCl ou gases mistos volatiliza impurezas met\u00e1licas na forma de cloretos e auxilia na remo\u00e7\u00e3o de inclus\u00f5es fluidas\/grupos hidroxila. Um gradiente de potencial qu\u00edmico impulsiona a difus\u00e3o das inclus\u00f5es. Pesquisas (por exemplo, Mao Lingwen et al.) mostraram que a concentra\u00e7\u00e3o de [OH\u207b] reduziu de 35 ppm para 20,5 ppm a 1250 \u00b0C em Cl\u2082. <\/p>\n\n\n\n

      Remo\u00e7\u00e3o de impurezas da estrutura cristalina<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

      Envolve a quebra de liga\u00e7\u00f5es Me-O introduzidas por substitui\u00e7\u00e3o. As energias de liga\u00e7\u00e3o variam (ver Tabela 8): <\/p>\n\n\n\n

      Tabela 8 Energia de liga\u00e7\u00e3o das liga\u00e7\u00f5es Me\u2013O em silicatos [13]<\/strong><\/p>\n\n\n\n

      Meu<\/td>Si\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>
      Energia de liga\u00e7\u00e3o (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>
      Meu<\/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>
      Energia de liga\u00e7\u00e3o (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

      As liga\u00e7\u00f5es de metais alcalinos (Li, Na, K) com oxig\u00eanio s\u00e3o as mais fracas, mas dif\u00edceis de remover devido ao seu papel no equil\u00edbrio de cargas. As liga\u00e7\u00f5es de ferro (Fe), cobre (Cu), c\u00e1lcio (Ca) e mangan\u00eas (Mn) com oxig\u00eanio s\u00e3o moderadamente remov\u00edveis. As liga\u00e7\u00f5es de alum\u00ednio (Al) e tit\u00e2nio (Ti) com oxig\u00eanio s\u00e3o as mais fortes, tornando o alum\u00ednio e o tit\u00e2nio as impurezas da rede cristalina mais recalcitrantes.<\/p>\n\n\n\n

      Durante a mudan\u00e7a na estrutura cristalina (por exemplo, quartzo \u2192 cristobalita a ~1500 \u00b0C), as liga\u00e7\u00f5es se rompem\/reformam, a rede cristalina se expande (eixo c: 5,404 \u00c5 \u2192 6,971 \u00c5), potencialmente permitindo a migra\u00e7\u00e3o de impurezas para as superf\u00edcies. A atmosfera de N\u2082 pode promover uma convers\u00e3o maior do que o v\u00e1cuo.<\/p>\n\n\n\n

      Abaixo do ponto de fus\u00e3o do quartzo, as impurezas reagem com agentes clorantes (HCl, NH\u2084Cl, Cl\u2082) para formar cloretos vol\u00e1teis. A transforma\u00e7\u00e3o de fase concomitante pode auxiliar a migra\u00e7\u00e3o das impurezas para a superf\u00edcie para rea\u00e7\u00e3o e impedir sua reincorpora\u00e7\u00e3o durante o resfriamento.<\/p>\n\n\n\n

      Escrito por Ma Chao: Caracter\u00edsticas Mineral\u00f3gicas e Avan\u00e7os na Tecnologia de Processamento de Mat\u00e9rias-Primas de Quartzo de Alta Pureza, Prote\u00e7\u00e3o e Utiliza\u00e7\u00e3o de Recursos Minerais<\/p>\n\n\n\n

      P\u00f3 \u00e9pico<\/mark><\/h2>\n\n\n\n
      \n