Koja je čistoća kvarca i kako izmjeriti i poboljšati čistoću kvarca?

Čistoća kvarca odnosi se na sadržaj silicijevog dioksida (SiO2) ukvarcni, obično izraženo u postocima. Sadržaj SiO2 u kvarcu visoke čistoće je iznad 99,95%, dok je sadržaj SiO2 u običnom kvarcnom pijesku relativno nizak.

Metode za mjerenje čistoće kvarca uključuju korištenje difrakcije X-zraka (XRD), spektroskopije emisije induktivno spregnute plazme (ICP-MS), dvonamjenskog mikroskopa transmisije/reflektirane svjetlosti, polarizacijskog mikroskopa, elektronske sonde, emisije induktivno spregnute plazme spektroskopija (EPMA), laserska Ramanova spektroskopija (LRM) i mikro-mikro-termalna faza i druge analitičke metode. Ovim se metodama može sustavno analizirati stanje prisutnosti krutih i tekućih inkluzija u kvarcu i distribucija elemenata nečistoća u rešetki, kako bi se točno odredila čistoća kvarca.

Metode za poboljšanje čistoće kvarca uglavnom uključuju fizičko sortiranje, kemijsku obradu i toplinsku obradu. U procesu fizičkog sortiranja, neovisne mineralne nečistoće, međusobno srasle mineralne nečistoće i inkluzijske nečistoće u kvarcu mogu se ukloniti magnetskom separacijom, flotacijom i na druge načine. Što se tiče kemijske obrade, ispiranje mješovitom kiselinom, alkalno ispiranje i druge metode mogu se koristiti za učinkovito uklanjanje nečistoća iskorištavanjem razlika u topljivosti različitih minerala nečistoća pod određenim uvjetima. Toplinska obrada kao što je vakuumsko prženje i kalcinacija također je važno sredstvo za poboljšanje čistoće kvarca. Tretman na visokoj temperaturi može promijeniti parametre kvarcne jedinice i pospješiti isparavanje ili transformaciju određenih nečistoća, čime se poboljšava čistoća kvarca.

Na primjer, optimiziranjem kombiniranog procesa pročišćavanja vakuumsko prženje-vruće tlačno ispiranje, može se pripremiti kvarc ultra visoke čistoće sa sadržajem SiO2 od 99,996% težine. Osim toga, korištenjem visokog vrelišta koncentrirane sumporne kiseline za normalni tlak i ispiranjem kiselinom na visokoj temperaturi također se može učinkovito poboljšati čistoća kvarca i dobiti proizvodi od kvarcnog pijeska sa sadržajem SiO2 većim od 99,8%.