Каква е чистотата на кварца и как да се измери и подобри чистотата на кварца?

Чистотата на кварца се отнася до съдържанието на силициев диоксид (SiO2) вкварц, обикновено изразен като процент. Съдържанието на SiO2 в кварца с висока чистота е над 99,95%, докато съдържанието на SiO2 в обикновения кварцов пясък е относително ниско.

Методите за измерване на чистотата на кварца включват използването на рентгенова дифракция (XRD), емисионна спектроскопия с индуктивно свързана плазма (ICP-MS), двуфункционален микроскоп с трансмисия/отразена светлина, поляризационен микроскоп, електронна сонда, емисия на индуктивно свързана плазма спектроскопия (EPMA), лазерна раманова спектроскопия (LRM) и микро-микро-термичен етап и други аналитични методи. Тези методи могат систематично да анализират състоянието на поява на твърди и течни включвания в кварца и разпределението на примесните елементи в решетката, за точно определяне на чистотата на кварца.

Методите за подобряване на чистотата на кварца включват основно физическо сортиране, химическо третиране и термична обработка. В процеса на физическо сортиране независими минерални примеси, прераснали минерални примеси и включени примеси в кварца могат да бъдат отстранени чрез магнитна сепарация, флотация и други средства. По отношение на химическото третиране, смесеното киселинно излугване, алкалното излугване и други методи могат да се използват за ефективно отстраняване на примесите, като се възползват от разликите в разтворимостта на различните примесни минерали при специфични условия. Термичната обработка като вакуумно печене и калциниране също е важно средство за подобряване на чистотата на кварца. Обработката с висока температура може да промени параметрите на кварцовата елементарна клетка и да насърчи изпаряването или трансформацията на определени примесни елементи, като по този начин подобри чистотата на кварца.

Например, чрез оптимизиране на комбинирания процес на пречистване чрез вакуумно печене и горещо излужване под налягане, може да се получи кварц с ултрависока чистота със съдържание на SiO2 от 99,996% тегл. В допълнение, използването на висока точка на кипене на концентрирана сярна киселина за нормално налягане и високотемпературно киселинно излугване може също така ефективно да подобри чистотата на кварца и да получи продукти от кварцов пясък със съдържание на SiO2 над 99,8%.