Kvartsihiekka on tärkeä teollisuuden mineraaliraaka-aine, jota käytetään laajalti, mukaan lukien lasi-, valu-, keramiikka- ja tulenkestävien materiaalien valmistus, metallurgia, rakentaminen, kemian-, muovi-, kumi-, hioma- ja muut teollisuudenalat. Lisäksi korkealaatuisella kvartsihiekalla on tärkeä rooli elektroniikkateollisuudessa, optisten kuitujen valmistuksessa, aurinkosähkössä ja muissa teollisuudenaloissa, samoin kuin puolustus- ja sotilasteollisuudessa, ilmailu- ja avaruusteollisuudessa ja muilla aloilla. Voidaan sanoa, että pienet hiekanjyvät tukevat suuria teollisuudenaloja. (Pystysuora rengasmainen korkeagradienttimagneettierotin）
Millaisia kvartsihiekkaa tiedät tällä hetkellä?
01 Erilaisia kvartsihiekkaa
Kvartsihiekan yleisiä kooltaan seuraavia: 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 ja 325.
Kvartsihiekan silmäluku viittaa itse asiassa kvartsihiekan raekokoon tai hienouteen. Yleensä se tarkoittaa 2,5 cm x 2,5 cm:n kokoista seulaa. Seulan läpi kulkevien silmäluku määritellään silmälukuna. Mitä suurempi kvartsihiekan silmäluku on, sitä hienompaa on kvartsihiekan raekoko. Mitä pienempi silmäluku on, sitä suurempi on kvartsihiekan raekoko.
02 Eri laatuista kvartsihiekkaa
Yleisesti ottaen kvartsihiekkaa voidaan kutsua kvartsihiekaksi vain, jos se sisältää vähintään 98,5 % piidioksidia, kun taas alle 98,5 %:n pitoisuutta kutsutaan yleensä piidioksidiksi.
Anhuin maakunnan paikallinen standardi DB34/T1056-2009 ”Kvartsihiekka” koskee kvartsikivestä jauhamalla valmistettua teollisuuskvartsihiekkaa (lukuun ottamatta valupiidioksidihiekkaa).
Vuosien kehitystyön jälkeen kvartsihiekka jaetaan teollisuudessa nykyään usein tavalliseen kvartsihiekkaan, puhdistettuun kvartsihiekkaan, erittäin puhtaaseen kvartsihiekkaan, sulatettuun kvartsihiekkaan ja piidioksidijauheeseen.
Tavallinen kvartsihiekka
Yleensä se on vedenkäsittelysuodatinmateriaali, joka on valmistettu luonnonkvartsimalmista murskauksen, pesun, kuivauksen ja toissijaisen seulonnan jälkeen; SiO2 ≥ 90-99 %, Fe2O3 ≤ 0,06-0,02 %. Suodatinmateriaalille on ominaista kulmakorjauksen puuttuminen, korkea tiheys, korkea mekaaninen lujuus ja pitkä käyttöikä epäpuhtauksien kantavuuslinjassa. Se on materiaali kemialliseen vedenkäsittelyyn. Sitä voidaan käyttää metallurgiassa, grafiitti-piikarbidissa, lasissa ja lasituotteissa, emalissa, valuteräksessä, kaustisessa soodassa, kemianteollisuudessa, suihkumelun estämisessä ja muilla teollisuudenaloilla.
Jalostettu kvartsihiekka
SiO2 ≥ 99-99,5%, Fe2O3 ≤ 0,005%, valmistettu korkealaatuisesta luonnonkvartsihiekasta, huolellisesti valittu ja käsitelty. Sen pääasiallinen tarkoitus on tuottaa haponkestävää betonia ja laastia lasin, tulenkestävien materiaalien, ferropiin sulatuksen, metallurgisen sulatteen, keramiikan, hioma-aineiden, valu- ja muovauskvartsihiekan jne. valmistuksessa. Joskus puhdistettua kvartsihiekkaa kutsutaan teollisuudessa myös happopestyksi kvartsihiekaksi.
Lasihiekkaa
Korkealaatuisesta kvartsihiekasta valmistetaan useita prosesseja korkealaatuisesta kvartsikivestä. Tällä hetkellä teollisuus ei ole laatinut yhtenäistä teollisuusstandardia korkealaatuiselle kvartsihiekalle, eikä sen määritelmä ole kovin selkeä, mutta yleisesti ottaen korkealaatuisella kvartsihiekalla tarkoitetaan kvartsihiekkaa, jonka SiO2-pitoisuus on yli 99,95 %, Fe2O3-pitoisuus alle 0,0001 % ja Al2O3-pitoisuus alle 0,01 %. Korkealaatuista kvartsihiekkaa käytetään laajalti sähkövalonlähteissä, optisissa kuituviestinnässä, aurinkokennoissa, puolijohdepiireissä, tarkkuusoptisissa instrumenteissa, lääketieteellisissä välineissä, ilmailu- ja avaruusteollisuudessa sekä muissa korkean teknologian teollisuudenaloissa.
Mikropiidioksidi
Piimikrojauhe on myrkytön, hajuton ja saasteeton piidioksidijauhe, joka on valmistettu kiteisestä kvartsista, sulatetusta kvartsista ja muista raaka-aineista jauhamalla, tarkkuuslajittelemalla, epäpuhtauksien poistolla, korkean lämpötilan sferoidisaatiolla ja muilla prosesseilla. Se on epäorgaaninen ei-metallinen materiaali, jolla on erinomaiset ominaisuudet, kuten korkea lämmönkestävyys, korkea eristyskyky, alhainen lineaarinen laajenemiskerroin ja hyvä lämmönjohtavuus.
Sulatettu kvartsihiekka
Sula kvartsihiekka on amorfista (lasimaista) SiO2:ta. Se on lasin muoto, jolla on läpäisevyys, ja sen atomirakenne on pitkä ja epäjärjestynyt. Se parantaa lämpötilaansa ja alhaista lämpölaajenemiskerrointa kolmiulotteisen rakenteen ristisilloittumisen kautta. Valittu korkealaatuinen piidioksidiraaka-aine SiO2>99% sulatetaan sähkökaariuunissa tai vastusuunissa 1695-1720 ℃:n sulamislämpötilassa. SiO2-sulate on korkean viskositeetin vuoksi, joka on 10:7 potenssia Pa·s 1900 ℃:ssa, joten sitä ei voida valaa. Jäähdytyksen jälkeen lasikappale käsitellään, magneettierotellaan, epäpuhtaudet poistetaan ja seulotaan, jolloin saadaan rakeista sulatettua kvartsihiekkaa erilaisiin ominaisuuksiin ja käyttötarkoituksiin.
Sulatetun kvartsihiekan etuna on hyvä lämmönkestävyys, korkea puhtausaste, vakaat kemialliset ominaisuudet, tasainen hiukkasjakauma ja lähellä nollaa oleva lämpölaajenemisnopeus. Sitä voidaan käyttää täyteaineena kemianteollisuudessa, kuten pinnoitteissa ja pinnoitteissa, ja se on myös tärkein raaka-aine epoksihartsivalulle, elektronisille tiivistysmateriaaleille, valumateriaaleille, tulenkestäville materiaaleille, keraamiselle lasille ja muille teollisuudenaloille.
03 Kvartsihiekkaa eri tarkoituksiin
Vähärautainen hiekka aurinkosähkölasiin (magneettinen rumpumagneettierotin)
Aurinkosähkölasia käytetään yleensä aurinkopaneelien pakkauspaneelina, joka on suorassa kosketuksessa ulkoisen ympäristön kanssa. Sen säänkestävyydellä, lujuudella, valonläpäisykyvyllä ja muilla indikaattoreilla on keskeinen rooli aurinkosähköpaneelien käyttöiässä ja pitkäaikaisessa energiantuotantotehokkuudessa. Kvartsihiekassa oleva rautaioni on helppo värjätä. Alkuperäisen lasin korkean auringonläpäisykyvyn varmistamiseksi aurinkosähkölasin rautapitoisuuden on oltava alhaisempi kuin tavallisen lasin, ja on käytettävä vähärautaista kvartsihiekkaa, jossa on korkea piipitoisuus ja alhainen epäpuhtauspitoisuus.
Erittäin puhdasta kvartsihiekkaa aurinkosähköä varten
Aurinkosähköstä on tullut aurinkoenergian ensisijainen käyttösuunta, ja erittäin puhtaalla kvartsihiekalla on tärkeä sovellus aurinkosähköteollisuudessa. Aurinkosähköteollisuudessa käytettäviin kvartsilaitteisiin kuuluvat aurinkopiiharkkojen kvartsi-keraamiset upokkaat sekä kvartsiveneet, kvartsiuuniputket ja venekiinnikkeet, joita käytetään aurinkosähkön valmistusprosessien diffuusio- ja hapetusprosesseissa sekä PECVD-prosessissa. Näistä kvartsiupokkaat jaetaan neliönmuotoisiin kvartsiupokkaisiin polykiteisen piin kasvattamiseen ja pyöreihin kvartsiupokkaisiin monokiteisen piin kasvattamiseen. Ne ovat piiharkkojen kasvatuksen aikana tarvittavia kvartsilaitteita, joilla on suurin kysyntä aurinkosähköteollisuudessa. Kvartsiupokkaan pääraaka-aine on erittäin puhdas kvartsihiekka.
Levyhiekka
Kvartsikivellä on kulutuskestävyyttä, naarmuuntumisenkestävyyttä, lämmönkestävyyttä, korroosionkestävyyttä ja kestävyyttä. Sillä on vahva plastisuus ja sitä käytetään laajalti. Se on ollut keinotekoisten rakennusmateriaalien kehityksen historian vertailukohta. Siitä on myös vähitellen tullut uusi suosikki kodinsisustusmarkkinoilla ja se on suosittu kuluttajien keskuudessa. Yleensä 95–99 % kvartsihiekkaa tai kvartsijauhetta on sidottu ja jähmettynyt hartsilla, pigmentillä ja muilla lisäaineilla, joten kvartsihiekan tai kvartsijauheen laatu määrää jossain määrin keinotekoisen kvartsikivilevyn suorituskyvyn.
Kvartsilevyteollisuudessa käytetty kvartsihiekkajauhe saadaan yleensä korkealaatuisesta kvartsijuonesta ja kvartsiittimalmista murskaamalla, seulomalla, magneettierottamalla ja muilla prosesseilla. Raaka-aineiden laatu vaikuttaa suoraan kvartsin laatuun. Yleisesti ottaen kvartsikivilaatoissa käytetty kvartsi jaetaan hienoon kvartsihiekkajauheeseen (5–100 mesh, käytetään kiviaineksena, kiviaineksen piipitoisuus on yleensä ≥ 98 %) ja karkeaan kvartsihiekkaan (320–2500 mesh, käytetään täyteaineena ja lujittamiseen). Kovuudelle, värille, epäpuhtauksille, kosteudelle, valkoisuudelle jne. on tiettyjä vaatimuksia.
Valimohiekka
Koska kvartsilla on korkea palonkestävyys ja kovuus, ja sen erinomainen teknologinen suorituskyky voi täyttää valutuotannon erilaiset perusvaatimukset, sitä voidaan käyttää paitsi perinteiseen savihiekkamuovaukseen, myös edistyneisiin muovaus- ja ydinvalmistusprosesseihin, kuten hartsihiekkaan ja päällystettyyn hiekkaan, joten kvartsihiekkaa käytetään laajalti valutuotannossa.
Vesipesty hiekkaSe on raakahiekkaa valua varten sen jälkeen, kun luonnon piidioksidihiekka on pesty ja lajiteltu.
Hankaavaa hiekkaa: eräänlainen raakahiekka valuun. Luonnollinen piidioksidihiekka on hankattu, pesty, lajiteltu ja kuivattu, ja sen liejupitoisuus on alle 0,5 %.
Kuiva hiekkaKuiva hiekka, jonka vesipitoisuus on alhaisempi ja jossa on vähemmän epäpuhtauksia, tuotetaan käyttämällä puhdasta syvää pohjavettä vesilähteenä kolmen limaanpoiston ja kuuden pesukerran jälkeen, minkä jälkeen hiekka kuivataan 300–450 °C:ssa. Sitä käytetään pääasiassa korkealaatuisen päällystetyn hiekan valmistukseen sekä kemian-, pinnoitus-, hionta-, elektroniikka- ja muilla teollisuudenaloilla.
Päällystetty hiekka: hartsikalvokerros päällystetään fenolihartsilla hankaushiekan pinnalle.
Valussa käytetyn piidioksidihiekan pitoisuus on 97,5–99,6 % (plus tai miinus 0,5 %), Fe2O3 <1 %. Hiekka on sileää ja puhdasta, sen lietepitoisuus on <0,2–0,3 %, kulmakerroin <1,35–1,47 ja vesipitoisuus <6 %.
Kvartsihiekkaa muihin tarkoituksiin
Keraaminen kenttä: Keramiikan valmistuksessa käytetyn kvartsihiekan SiO2-pitoisuus on yli 90 %, Fe2O3-pitoisuus 0,06–0,02 % ja palonkestävyys jopa 1750 °C. Hiukkaskoko vaihtelee välillä 1–0,005 mm.
Tulenkestävät materiaalit: SiO2 ≥ 97,5 %, Al2O3 ∈ 0,7–0,3 %, Fe2O3 ∈ 0,4–0,1 %, H2O ≤ 0,5 %, irtotiheys 1,9–2,1 g/m3, vuorauksen irtotiheys 1,75–1,8 g/m3, hiukkaskoko 5,1–0,021 mm.
Metallurgian ala:
1. Hiomahiekka: hiekalla on hyvä pyöreys, ei reunoja eikä kulmia, hiukkaskoko on 0,8–1,5 mm, SiO2 > 98 %, Al2O3 < 0,72 %, Fe2O3 < 0,18 %.
② Hiekkapuhallus: Kemianteollisuus käyttää usein hiekkapuhallusta ruosteen poistamiseen. SiO2 > 99,6 %, Al2O3 < 0,18 %, Fe2O3 < 0,02 %, hiukkaskoko 50–70 mesh, pallomainen hiukkasmuoto, Mohsin kovuus 7.
Hioma-aine: Hioma-aineena käytettävän kvartsihiekan laatuvaatimukset ovat SiO2 > 98 %, Al2O3 < 0,94 %, Fe2O3 < 0,24 %, CaO < 0,26 % ja hiukkaskoko 0,5–0,8 mm.
Julkaisun aika: 04.02.2023