Piasek kwarcowy to ważny surowiec przemysłowy o szerokim spektrum zastosowań, w tym w szklarstwie, odlewnictwie, ceramice i materiałach ogniotrwałych, metalurgii, budownictwie, chemii, tworzywach sztucznych, gumie, materiałach ściernych i innych gałęziach przemysłu. Co więcej, wysokiej jakości piasek kwarcowy odgrywa również ważną rolę w elektronice informacyjnej, światłowodach, fotowoltaice i innych gałęziach przemysłu, a także w przemyśle obronnym i wojskowym, lotniczym i kosmicznym. Można powiedzieć, że małe ziarna piasku wspierają duże gałęzie przemysłu. (Pionowy pierścieniowy separator magnetyczny o wysokim gradiencie)
Jakie rodzaje piasku kwarcowego znasz obecnie?
01 Piasek kwarcowy o różnych specyfikacjach
Do najpopularniejszych rozmiarów piasku kwarcowego należą: 0,5–1 mm, 1–2 mm, 2–4 mm, 4–8 mm, 8–16 mm, 16–32 mm, 10–20, 20–40, 40–80, 80–120, 100–200, 200 i 325.
Liczba oczek siatki piasku kwarcowego odnosi się do wielkości ziarna lub jego grubości. Zazwyczaj odnosi się do sita o wymiarach 2,5 cm x 2,5 cm. Liczba oczek siatki definiuje się jako liczbę oczek siatki. Im większa liczba oczek siatki, tym drobniejsze jest ziarno piasku kwarcowego. Im mniejsza liczba oczek siatki, tym większe jest ziarno piasku kwarcowego.
02 Piasek kwarcowy różnej jakości
Ogólnie rzecz biorąc, piasek kwarcowy można nazwać piaskiem kwarcowym tylko wtedy, gdy zawiera przynajmniej 98,5% dwutlenku krzemu, natomiast zawartość poniżej 98,5% nazywana jest zazwyczaj krzemionką.
Lokalna norma prowincji Anhui DB34/T1056-2009 „Piasek kwarcowy” ma zastosowanie do przemysłowego piasku kwarcowego (z wyłączeniem piasku kwarcowego do odlewów) wytwarzanego z kwarcu przez mielenie.
Po latach rozwoju piasek kwarcowy jest obecnie w przemyśle często dzielony na zwykły piasek kwarcowy, rafinowany piasek kwarcowy, piasek kwarcowy o wysokiej czystości, topiony piasek kwarcowy i proszek krzemionkowy.
Zwykły piasek kwarcowy
Zasadniczo jest to materiał filtracyjny do uzdatniania wody, wykonany z naturalnej rudy kwarcowej po kruszeniu, płukaniu, suszeniu i wtórnym przesiewaniu; SiO₂ ≥ 90-99%, Fe₂O₂ ≤ 0,06-0,02%. Materiał filtracyjny charakteryzuje się brakiem korekcji kąta nachylenia, wysoką gęstością, wysoką wytrzymałością mechaniczną i długą żywotnością linii nośności zanieczyszczeń. Jest to materiał do chemicznego uzdatniania wody. Może być stosowany w metalurgii, węgliku krzemu grafitowego, szkle i produktach szklanych, emalii, staliwie, sodzie kaustycznej, przemyśle chemicznym, w produkcji hałasu odrzutowego i innych gałęziach przemysłu.
Rafinowany piasek kwarcowy
SiO₂ ≥ 99-99,5%, Fe₂O₂ ≤ 0,005%, wykonany z wysokiej jakości naturalnego piasku kwarcowego, starannie wyselekcjonowanego i przetworzonego. Jego głównym przeznaczeniem jest produkcja betonu i zapraw kwasoodpornych poprzez produkcję szkła, materiałów ogniotrwałych, wytopu żelazokrzemu, topników metalurgicznych, ceramiki, materiałów ściernych, piasku kwarcowego do form odlewniczych itp. Rafinowany piasek kwarcowy jest czasami nazywany w przemyśle piaskiem kwarcowym płukanym kwasem.
Piasek szklany
Piasek kwarcowy o wysokiej czystości powstaje z wysokiej jakości kwarcu w wyniku szeregu procesów. Obecnie w branży nie opracowano jednolitego standardu przemysłowego dla piasku kwarcowego o wysokiej czystości, a jego definicja nie jest do końca jasna, ale ogólnie rzecz biorąc, piasek kwarcowy o wysokiej czystości odnosi się do piasku kwarcowego o zawartości SiO₂ powyżej 99,95% lub wyższej, zawartości Fe₂O₂ poniżej 0,0001% i zawartości Al₂O₂ poniżej 0,01%. Piasek kwarcowy o wysokiej czystości jest szeroko stosowany w źródłach światła, komunikacji światłowodowej, ogniwach słonecznych, półprzewodnikowych układach scalonych, precyzyjnych instrumentach optycznych, sprzęcie medycznym, przemyśle lotniczym i innych gałęziach przemysłu zaawansowanych technologii.
Mikrokrzemionka
Mikroproszek krzemowy to nietoksyczny, bezwonny i wolny od zanieczyszczeń proszek dwutlenku krzemu, wytwarzany z krystalicznego kwarcu, topionego kwarcu i innych surowców poprzez mielenie, precyzyjną selekcję, usuwanie zanieczyszczeń, sferoidyzację w wysokiej temperaturze i inne procesy. Jest to nieorganiczny materiał niemetaliczny o doskonałych właściwościach, takich jak wysoka odporność na ciepło, wysoka izolacyjność, niski współczynnik rozszerzalności liniowej i dobra przewodność cieplna.
Piasek kwarcowy topiony
Stopiony piasek kwarcowy to amorficzny (w stanie szklistym) SiO₂. Jest to forma szkła przepuszczalnego, o długiej i nieuporządkowanej strukturze atomowej. Poprawia swoją temperaturę i niski współczynnik rozszerzalności cieplnej poprzez usieciowanie struktury trójwymiarowej. Wyselekcjonowany, wysokiej jakości surowiec krzemionkowy SiO₂>99% jest topiony w piecu łukowym lub piecu oporowym w temperaturze topnienia 1695-1720°C. Ze względu na wysoką lepkość stopionego SiO₂, która wynosi 10 do siódmej potęgi Pa·s w temperaturze 1900°C, nie można go formować metodą odlewania. Po schłodzeniu bryła szkła jest poddawana obróbce, separacji magnetycznej, usuwaniu zanieczyszczeń i przesiewaniu, aby uzyskać granulowany stopiony piasek kwarcowy o różnych parametrach i zastosowaniach.
Topiony piasek kwarcowy charakteryzuje się dobrą stabilnością termiczną, wysoką czystością, stabilnymi właściwościami chemicznymi, równomiernym rozkładem cząstek oraz współczynnikiem rozszerzalności cieplnej bliskim 0. Może być stosowany jako wypełniacz w przemyśle chemicznym, np. do produkcji powłok i lakierów, a także jest głównym surowcem do odlewów z żywicy epoksydowej, materiałów do uszczelnień elektronicznych, materiałów odlewniczych, materiałów ogniotrwałych, szkła ceramicznego i innych gałęzi przemysłu.
03 Piasek kwarcowy do różnych celów
Piasek o niskiej zawartości żelaza do szkła fotowoltaicznego (separator magnetyczny bębnowy)
Szkło fotowoltaiczne jest powszechnie stosowane jako materiał opakowaniowy modułów fotowoltaicznych, który ma bezpośredni kontakt z otoczeniem zewnętrznym. Jego odporność na warunki atmosferyczne, wytrzymałość, przepuszczalność światła i inne wskaźniki odgrywają kluczową rolę w trwałości i długoterminowej wydajności wytwarzania energii przez moduły fotowoltaiczne. Jony żelaza w piasku kwarcowym są łatwe do barwienia. Aby zapewnić wysoką przepuszczalność światła słonecznego oryginalnego szkła, zawartość żelaza w szkle fotowoltaicznym musi być niższa niż w szkle zwykłym, dlatego należy stosować piasek kwarcowy o niskiej zawartości żelaza, wysokiej czystości krzemu i niskiej zawartości zanieczyszczeń.
Wysokiej czystości piasek kwarcowy do fotowoltaiki
Energia słoneczna z fotowoltaiki stała się preferowanym kierunkiem wykorzystania energii słonecznej, a piasek kwarcowy o wysokiej czystości ma ważne zastosowanie w przemyśle fotowoltaicznym. Urządzenia kwarcowe stosowane w przemyśle fotowoltaicznym obejmują ceramiczne tygle kwarcowe do produkcji wlewków krzemu słonecznego, a także łódki kwarcowe, kwarcowe rury piecowe i wsporniki łódek stosowane w procesie dyfuzji i utleniania w produkcji ogniw fotowoltaicznych oraz w procesie PECVD. Wśród nich tygle kwarcowe dzielą się na kwadratowe tygle kwarcowe do hodowli krzemu polikrystalicznego oraz okrągłe tygle kwarcowe do hodowli krzemu monokrystalicznego. Są one materiałami eksploatacyjnymi podczas produkcji wlewków krzemu i stanowią urządzenia kwarcowe o największym zapotrzebowaniu w przemyśle fotowoltaicznym. Głównym surowcem do produkcji tygli kwarcowych jest piasek kwarcowy o wysokiej czystości.
Piasek płytowy
Kwarc charakteryzuje się odpornością na zużycie, zarysowania, wysoką temperaturą, korozją i trwałością. Charakteryzuje się dużą plastycznością i jest szeroko stosowany. Jest to produkt wzorcowy w historii rozwoju sztucznych materiałów budowlanych. Stopniowo zyskał również popularność na rynku dekoracji wnętrz i cieszy się uznaniem konsumentów. Zazwyczaj piasek kwarcowy lub proszek kwarcowy o zawartości 95%–99% jest wiązany i utwardzany żywicą, pigmentem i innymi dodatkami, dlatego jakość piasku kwarcowego lub proszku kwarcowego w pewnym stopniu decyduje o wydajności płyty ze sztucznego kwarcu.
Proszek kwarcowy używany w przemyśle płyt kwarcowych jest zazwyczaj pozyskiwany z wysokiej jakości żył kwarcowych i rudy kwarcytowej poprzez kruszenie, przesiewanie, separację magnetyczną i inne procesy. Jakość surowców bezpośrednio wpływa na jakość kwarcu. Ogólnie rzecz biorąc, kwarc używany do produkcji płyt kwarcowych dzieli się na drobny proszek kwarcowy (5-100 mesh, używany jako kruszywo; kruszywo zazwyczaj wymaga zawartości krzemu ≥ 98%) oraz gruby piasek kwarcowy (320-2500 mesh, używany do wypełniania i wzmacniania). Istnieją pewne wymagania dotyczące twardości, koloru, zanieczyszczeń, wilgotności, bieli itp.
Piasek odlewniczy
Ponieważ kwarc ma wysoką ognioodporność i twardość, a jego doskonałe parametry technologiczne spełniają różne podstawowe wymagania dotyczące produkcji odlewów, można go stosować nie tylko do tradycyjnego formowania w piasku glinianym, ale także w zaawansowanych procesach formowania i wytwarzania rdzeni, takich jak formowanie w piasku żywicznym i piasku powlekanym. Dlatego piasek kwarcowy jest szeroko stosowany w produkcji odlewów.
Piasek płukany wodą:Jest to surowy piasek do odlewów powstający w wyniku płukania i sortowania naturalnego piasku kwarcowego.
Piasek do szorowania: rodzaj surowego piasku do odlewów. Naturalny piasek kwarcowy został oczyszczony, przemyty, wysortowany i wysuszony, a zawartość mułu wynosi mniej niż 0,5%.
Suchy piasekSuchy piasek o niższej zawartości wody i mniejszej ilości zanieczyszczeń powstaje w wyniku wykorzystania czystej, głębokiej wody gruntowej jako źródła wody, po trzykrotnym odszlamianiu i sześciokrotnym płukaniu, a następnie suszeniu w temperaturze 300–450°C. Jest on wykorzystywany głównie do produkcji wysokiej jakości piasku powlekanego, a także w przemyśle chemicznym, powłokowym, szlifierskim, elektronicznym i innych gałęziach przemysłu.
Piasek powlekany: warstwa żywicy jest pokryta żywicą fenolową na powierzchni piasku ściernego.
Piasek kwarcowy używany do odlewów ma zawartość Fe2O3 <1% (plus/minus 0,5%) i jest gładki i czysty, o zawartości pyłu <0,2-0,3%, współczynniku kątowym <1,35-1,47 i zawartości wody <6%.
Piasek kwarcowy do innych celów
Branża ceramiczna: piasek kwarcowy SiO2 używany w produkcji ceramiki stanowi ponad 90%, Fe2O3 ∈ 0,06–0,02%, a jego odporność ogniowa sięga 1750°C. Zakres wielkości cząstek wynosi 1–0,005 mm.
Materiały ogniotrwałe: SiO2 ≥ 97,5%, Al2O3 ∈ 0,7~0,3%, Fe2O3 ∈ 0,4~0,1%, H2O ≤ 0,5%, gęstość nasypowa 1,9~2,1 g/m3, gęstość nasypowa wkładki 1,75~1,8 g/m3, wielkość cząstek 5,1~0,021 mm.
Dziedzina metalurgiczna:
① Piasek ścierny: piasek ma dobrą okrągłość, nie ma krawędzi ani narożników, wielkość cząstek wynosi 0,8~1,5 mm, SiO2 ＞ 98%, Al2O3 ＜ 0,72%, Fe2O3 ＜ 0,18%.
② Piaskowanie: przemysł chemiczny często wykorzystuje piaskowanie do usuwania rdzy. SiO2 ＞ 99,6%, Al2O3 ＜ 0,18%, Fe2O3 ＜ 0,02%, wielkość cząstek 50~70 mesh, kulisty kształt cząstek, twardość w skali Mohsa 7.
Pole ścierne: Wymagania jakościowe dotyczące piasku kwarcowego używanego jako materiał ścierny to SiO2 ＞ 98%, Al2O3 ＜ 0,94%, Fe2O3 ＜ 0,24%, CaO ＜ 0,26% i wielkość cząstek 0,5~0,8 mm.
Czas publikacji: 04-02-2023