کوارتز خبری شبکه پودر چین یکی از رایج ترین کانی های موجود در طبیعت است. نام علمی گروهی از مواد معدنی متشکل از دی اکسید سیلیکون (SiO2) است. به طور گسترده ای در صنایع سنتی مانند شیشه، ساختمان و تزئینات سنگ های قیمتی استفاده می شود. از دهه 1960، فنآوریهای نوظهور مانند رایانهها، مواد جدید و انرژی جدید، الزامات بالاتری را برای خلوص محصولات کوارتز مطرح کردهاند و مفهوم کوارتز با خلوص-بالا متولد شد.
اعتبار تصویر: Pexels
High-purity quartz is an irreplaceable basic material in the development process of national strategic industries and pillar industries. It is indispensable and irreplaceable for high-tech industries such as semiconductor chips, solar photovoltaics, optical fiber communications, aerospace, precision optics and special glass. Important functional materials are mineral resources that are truly "stuck in the neck". In nature, although quartz is widely distributed, high-purity quartz with high purity is very rare.
1 کوارتز با خلوص بالا چیست؟
کوارتز با خلوص بالا به طور طبیعی (مانند کریستال) تشکیل می شود یا از مواد خام نسبتاً خالص کوارتز خالص و پردازش می شود. با توجه به الزامات کیفی متفاوت کوارتز در صنایع مختلف، امروزه هیچ استاندارد کیفی یکنواختی برای کوارتز با خلوص بالا-در جهان وجود ندارد.
با توجه به الزامات کیفی شیشه کوارتز مورد استفاده در صنایع نیمه هادی و فتوولتائیک، برخی از محققان نروژ و ایالات متحده معتقدند که میزان ناخالصی کل کوارتز باید کمتر از 50 قسمت در میلیون باشد، یعنی خلوص SiO2. باید به بیش از 99.995 درصد برسد تا کوارتز با خلوص بالا نامیده شود. برخی از محققان در کشور من معتقدند که کوارتز با خلوص 99.9 درصد یا بیشتر از 99.99 درصد SiO2، کوارتز{9}}با خلوص بالا است.
اعتبار تصویر: کوارتز اقیانوس آرام
به طور کلی، هر چه خلوص کوارتز بیشتر باشد، محتوای عنصر ناخالصی کمتر و کیفیت بهتری دارد. این به این دلیل است که کوارتز با خلوص بالا دارای خواص بهتری مانند مقاومت در برابر درجه حرارت بالا، مقاومت در برابر خوردگی، انبساط حرارتی کم، عایق بالا و عبور نور است که میتواند الزامات کیفیت صنایع-فناوری بالا را برآورده کند. تراشه های نیمه هادی، فتوولتائیک خورشیدی و اپتیک دقیق.
2 اهمیت استراتژیک-کوارتز با خلوص بالا
As early as 2011, the General Office of the State Council issued the Strategic Action Outline for Mineral Prospecting Breakthroughs (2011-2020), which clearly identified high-purity quartz as minerals required by strategic emerging industries. High-purity quartz and its raw materials are also mentioned many times in the 2017-2019 edition of the "Key New Materials First Batch Application Demonstration Guidance Catalog". Relevant documents such as "Building Materials Industry Development Plan (2016-2020)", "Guidelines for the Development of Key Common Technologies in the Industry (2017)", "Industrial Structure Adjustment Guidance Catalogue (2019)" and "Industry Catalogue for Encouraging Foreign Investment (2019)" are also vigorously Support the development of high-purity quartz. In 2020, the "Guiding Opinions on Expanding Investment in Strategic Emerging Industries to Cultivate and Strengthen New Growth Point Growth Pole" jointly issued by the four ministries and commissions also clearly requires focusing on key industrial fields and accelerating the development of key materials, key chips, high-end components and other core technologies. Attack. High-purity quartz and its raw materials are closely related to these fields. At present, some core technologies related to high-purity quartz have not yet made breakthroughs. It is necessary to raise the core technologies related to high-purity quartz to the perspective of national strategy to tackle key problems.
اعتبار تصویر: Pexels
In addition, the supply risk of high-purity quartz and its raw materials in China is relatively high. On the one hand, its resources are mainly concentrated in foreign production, and the proportion of domestic production is relatively low. With the continuous advancement of Made in China 2025, the contradiction between supply and demand of high-purity quartz and its raw materials will also become more prominent; on the other hand, due to the political situation. Its trade channel has great insecurity, and the supply of high-purity quartz and its raw materials will face huge risks in the future. From the perspective of economic value, this type of resources plays an important role in the development of my country's strategic emerging industries. Although the proportion is not high, if the supply of such resources is restricted, it will directly affect the efficient and orderly development of strategic emerging industries.
3 تهیه کوارتز-با خلوص بالا
سه نوع اصلی از روشهای آمادهسازی کوارتز با خلوص{{0} بالا وجود دارد که عبارتند از: آسیاب کریستال طبیعی، خالصسازی عمیق کانیهای کوارتز، و پردازش و سنتز شیمیایی.
3.1 سنگ زنی کریستال طبیعی
کوارتز با خلوص{{0}بالا در ابتدا با خالص سازی عمیق از کریستال های طبیعی اولیه و ثانویه به دست آمد. فرآیند تهیه ماسه کوارتز{1}}با خلوص بالا از کریستال های طبیعی نسبتاً ساده است. سنگ معدن کریستال خام خرد می شود، جداسازی مغناطیسی، شناورسازی، شستشوی اسیدی، خشک کردن و برشته شدن برای به دست آوردن کوارتز نهایی انجام می شود. شن.
However, at present, my country's crystal resources are gradually scarce, and the cost is getting higher and higher; and the production process has high impurity content, high energy consumption, and poor product quality stability. At present, the primary and secondary crystals of purified high{{0}}purity quartz in my country mainly come from East China Sea, Jiangsu, and the unit price is about 30.040.0 yuan/kg, and the large-scale primary and secondary crystal mining in this area is basically depleted.
3.2 تصفیه عمیق کانی های کوارتز
با توجه به مزایای قیمت پایین مواد معدنی کوارتز طبیعی، منابع نسبتاً فراوان و آلودگی کم در فرآیند تهیه، در حال حاضر شن و ماسه کوارتز با خلوص بالا- عمدتاً از مواد معدنی کوارتز خالصسازی میشود.
تصفیه عمیق کانیهای کوارتز عمدتاً برای حذف مقدار کمی ناخالصیها و به دست آوردن{0}}کوارتز با خلوص بالا است. با توجه به سطح فعلی فناوری، مردم میتوانند کوارتز با خلوص{{1} بالا را از منابع معدنی مانند کوارتز رگهای، کوارتزیت، کوارتز پودری و پگماتیت و حتی باطلههای برخی از معادن فلزی تصفیه کنند. در میان بسیاری از ذخایر معدنی کوارتز، پگماتیت گرانیت ایده آل ترین کانی برای تصفیه{2}}کوارتز با خلوص بالا است.
با این حال، توزیع جهانی مواد خامی که میتوانند به-کوارتز با خلوص بالا تبدیل شوند، کمتر توزیع شده و ناهموار است.
3.3 روش پردازش شیمیایی کوارتز با خلوص بالا-
در سالهای اخیر، تحقیقات در مورد تهیه کوارتز{0}}با خلوص بالا با سنتز شیمیایی به تدریج توجه را در داخل و خارج از کشور به خود جلب کرده است. در حال حاضر، روشهای فرآوری شیمیایی کوارتز با خلوص بالا، عمدتاً شامل روش سنتز فاز گاز، روش رسوب شیمیایی، روش سل-ژل و مایع تتراکلرید سیلیکون- است. روش هیدرولیز فازی
At present, the world's major producers of high-purity synthetic quartz materials include Corning Corporation of the United States, Heraeus of Germany, Tosoh Corporation of Japan, Shin-Etsu Quartz Corporation of Japan, and Philippine in China.
4 وضعیت فعلی کوارتز-با خلوص بالا در کشور من
به دلیل خاص بودن مواد اولیه و محرمانه بودن فنی، تولید و صادرات کوارتز{0}با خلوص بالا و مواد اولیه آن در تعداد کمی از کشورها و شرکتهای جهان متمرکز است. در میان آنها، فنآوریها و محصولات پیشرفته{1} پردازش و تصفیه عمدتاً توسط کشورهای توسعهیافته مانند ایالات متحده تسلط دارند. کوارتز با خلوص-بالا-به طور عمده به واردات متکی است.
In 2019, the global import volume of high-purity quartz was 205,400 t, of which China imported 144,500 t, making it the world's largest importer of high-purity quartz, accounting for 70.35 percent of total global imports. In China's high-purity synthetic quartz market, Corning's high-purity synthetic quartz products accounted for the highest proportion, reaching 33.4 percent ; Germany's Heraeus accounted for 21.0 percent of China's high-purity synthetic quartz market; Japan's Tosoh Corporation's high-purity synthetic quartz products accounted for 33.4 percent . The products account for 16.9 percent of the domestic market; the high-purity synthetic quartz of the domestic company Feilihua currently accounts for about 9.8 percent of the domestic market.
کیفیت{0}محصولات کوارتز با خلوص بالا توسط کیفیت-منابع مواد خام کوارتز با خلوص بالا کنترل می شود. در حال حاضر، اکتشاف و ارزیابی مواد خام کوارتز{2}}با خلوص بالا در کشور من وجود ندارد. تاکنون، هیچ ذخایر مواد خام کوارتز با خلوص بالا-در مقیاس بزرگ و پایدار{{4} یافت نشده است و تهیه مواد اولیه کوارتز با خلوص بالا-با کیفیت پایدار برای شرکت های تولیدی غیرممکن است. . ظرفیت تولید کوارتز{6}}با خلوص بالا در کشور من نمیتواند پاسخگوی نیازهای بازار باشد و تضاد بین عرضه و تقاضا به تدریج برجسته خواهد شد.
5 کاربرد کوارتز-با خلوص بالا
Industries and fields such as semiconductors, optical communications, photovoltaics, optics, and electric light sources are important areas that support the development of strategic emerging industries. They are important guarantees for building major projects, improving people's livelihood, and consolidating national defense and military industries. They occupy an important position in the construction of the national economy. , High-purity quartz is widely used in these industries and fields, and is a rare and common high-value-added mineral resource required by these fields.
زمینه های کاربردی اصلی محصولات کوارتز{0}}با خلوص بالا
Note: ① means SiO2 content of 99.995 percent ; ② means SiO2 content of 99.998 percent .
منبع مرجع:
1 Wang Ziguo. Thoughts on the strategic layout of my country's high-purity quartz industry. China Mining. 2021.
2 Wang Jiuyi. High-purity quartz—the "giant panda" in silica. Earth. 2022.
3 Limu Information Consulting. "Market Development Overview of China's High Purity Synthetic Quartz Industry in 2022"
4 هائو ونجون، و همکاران. وضعیت، تولید، مصرف و الگوی تجارت منابع کوارتز جهانی- با خلوص بالا. راهنمای صنعت معدن غیر فلزی چین. 2020.
5 لی گوانگهویی و همکاران. تجزیه و تحلیل و پیشنهاد مواد خام کوارتز با خلوص بالا-به عنوان یک کانی استراتژیک. راهنمای صنایع معدنی غیرفلزی چین. 2020.
6 وانگ زیگو و همکاران. تحلیل علل نوسانات قیمت کوارتز در کشور من. زمین شناسی زغال سنگ چین 2021.
7 یان لینگیا و همکاران. وضعیت فعلی و وضعیت عرضه و تقاضا در توسعه و استفاده از منابع کوارتز با خلوص{{1} بالا در چین. اطلاعات زمین و منابع 2020.
8 لی آیمین، و همکاران. فناوری تهیه و کاربرد کوارتز با خلوص بالا-. تجهیزات غیر آهنی 2021.
(ویرایش شده توسط China Powder Network/Xingyao)
توجه: تصاویر برای استفاده تجاری نیست، لطفا اطلاع دهید و در صورت وجود هرگونه تخلف حذف کنید!