La arena de cuarzo es una importante materia prima mineral industrial con una amplia gama de usos, incluyendo vidrio, fundición, cerámica y materiales refractarios, metalurgia, construcción, química, plásticos, caucho, abrasivos y otras industrias. Además, la arena de cuarzo de alta calidad también desempeña un papel importante en la información electrónica, la fibra óptica, la energía fotovoltaica y otras industrias, así como en la industria de defensa y militar, aeroespacial y otros campos. Se puede decir que los granos pequeños de arena sustentan grandes industrias. (Separador magnético de alto gradiente de anillo vertical)
¿Qué tipos de arena de cuarzo conoces actualmente?
01 Arena de cuarzo de diferentes especificaciones
Las especificaciones comunes de la arena de cuarzo incluyen: 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 y 325.
El número de malla de la arena de cuarzo se refiere al tamaño o finura del grano. Generalmente, se refiere al área de malla de 1 pulgada x 1 pulgada. El número de orificios de la malla que pueden atravesarla se define como el número de malla. Cuanto mayor sea el número de malla, más fino será el grano de la arena de cuarzo. Cuanto menor sea el número de malla, mayor será el grano de la arena de cuarzo.
02 Arena de cuarzo de diferente calidad
En términos generales, la arena de cuarzo solo puede denominarse arena de cuarzo si contiene al menos un 98,5 % de dióxido de silicio, mientras que el contenido inferior al 98,5 % se denomina generalmente sílice.
La norma local de la provincia de Anhui DB34/T1056-2009 “Arena de cuarzo” es aplicable a la arena de cuarzo industrial (excluyendo la arena de sílice para fundición) fabricada a partir de piedra de cuarzo mediante molienda.
Tras años de desarrollo, en la actualidad la arena de cuarzo se suele clasificar en la industria en arena de cuarzo ordinaria, arena de cuarzo refinada, arena de cuarzo de alta pureza, arena de cuarzo fundida y polvo de sílice.
Arena de cuarzo común
Generalmente, se trata de un material filtrante para el tratamiento de agua, elaborado a partir de mineral de cuarzo natural tras trituración, lavado, secado y cribado secundario; con un contenido de SiO2 ≥ 90-99% y Fe2O3 ≤ 0,06-0,02%. Este material filtrante se caracteriza por no requerir corrección angular, poseer alta densidad, alta resistencia mecánica y una larga vida útil en la línea de capacidad de retención de contaminantes. Es un material para el tratamiento químico de aguas. Puede utilizarse en metalurgia, carburo de silicio grafítico, vidrio y productos de vidrio, esmalte, acero fundido, sosa cáustica, industria química, reducción de ruido de aviones y otras industrias.
Arena de cuarzo refinada
SiO2 ≥ 99-99,5%, Fe2O3 ≤ 0,005%, elaborado con arena de cuarzo natural de alta calidad, cuidadosamente seleccionada y procesada. Su principal función es producir hormigón y mortero resistentes a los ácidos, así como utilizarlos en la fabricación de vidrio, materiales refractarios, fundición de ferrosilicio, fundentes metalúrgicos, cerámica, materiales abrasivos, moldeo por inyección, etc. En la industria, a veces la arena de cuarzo refinada también se denomina arena de cuarzo lavada con ácido.
Arena de vidrio
La arena de cuarzo de alta pureza se obtiene a partir de piedra de cuarzo de alta calidad mediante una serie de procesos. Actualmente, la industria no ha establecido un estándar industrial unificado para la arena de cuarzo de alta pureza, y su definición no es del todo clara. En términos generales, se considera arena de cuarzo de alta pureza aquella con un contenido de SiO2 superior al 99,95 %, un contenido de Fe2O3 inferior al 0,0001 % y un contenido de Al2O3 inferior al 0,01 %. La arena de cuarzo de alta pureza se utiliza ampliamente en fuentes de luz eléctrica, comunicaciones por fibra óptica, células solares, circuitos integrados semiconductores, instrumentos ópticos de precisión, instrumental médico, industria aeroespacial y otros sectores de alta tecnología.
Microsílice
El micropulvo de silicio es un polvo de dióxido de silicio no tóxico, inodoro y libre de contaminación, elaborado a partir de cuarzo cristalino, cuarzo fundido y otras materias primas mediante molienda, clasificación de precisión, eliminación de impurezas, esferoidización a alta temperatura y otros procesos. Es un material inorgánico no metálico con excelentes propiedades, como alta resistencia al calor, alto aislamiento térmico, bajo coeficiente de dilatación lineal y buena conductividad térmica.
Arena de cuarzo fundido
La arena de cuarzo fundida es amorfa (estado vítreo) de SiO2. Es una forma de vidrio con permeabilidad, y su estructura atómica es larga y desordenada. Mejora su temperatura y su bajo coeficiente de expansión térmica mediante el entrecruzamiento de su estructura tridimensional. La materia prima de sílice de alta calidad seleccionada (SiO2 > 99 %) se funde en un horno de arco eléctrico o un horno de resistencia a una temperatura de fusión de 1695-1720 ℃. Debido a la alta viscosidad del SiO2 fundido, que es de 10 elevado a la séptima potencia Pa·s a 1900 ℃, no se puede moldear por colada. Después del enfriamiento, el cuerpo vítreo se procesa mediante separación magnética, eliminación de impurezas y cribado para producir arena de cuarzo fundida granular de diferentes especificaciones y usos.
La arena de cuarzo fundido presenta las ventajas de una buena estabilidad térmica, alta pureza, propiedades químicas estables, distribución uniforme de partículas y un coeficiente de expansión térmica cercano a cero. Puede utilizarse como material de relleno en industrias químicas como la de recubrimientos y revestimientos, y también es la principal materia prima para la fundición de resina epoxi, materiales de sellado electrónico, materiales de fundición, materiales refractarios, vidrio cerámico y otras industrias.
03 Arena de cuarzo para diferentes propósitos
Arena de bajo contenido en hierro para vidrio fotovoltaico (separador magnético de tambor)
El vidrio fotovoltaico se utiliza generalmente como panel de embalaje de los módulos fotovoltaicos, estando en contacto directo con el entorno externo. Su resistencia a la intemperie, su robustez, su transmitancia lumínica y otros indicadores son fundamentales para la vida útil y la eficiencia de generación de energía a largo plazo de los módulos fotovoltaicos. El ion hierro presente en la arena de cuarzo es propenso a la decoloración. Para garantizar la alta transmitancia solar del vidrio original, se requiere que el contenido de hierro del vidrio fotovoltaico sea inferior al del vidrio común, y que se utilice arena de cuarzo con bajo contenido de hierro, alta pureza de silicio y bajo contenido de impurezas.
Arena de cuarzo de alta pureza para energía fotovoltaica.
La generación de energía solar fotovoltaica se ha convertido en la principal vía de aprovechamiento de la energía solar, y la arena de cuarzo de alta pureza tiene una importante aplicación en la industria fotovoltaica. Los dispositivos de cuarzo utilizados en esta industria incluyen crisoles cerámicos de cuarzo para lingotes de silicio solar, así como barquillas de cuarzo, tubos de horno de cuarzo y soportes para barquillas empleados en la difusión y oxidación del proceso de fabricación fotovoltaica y en el proceso PECVD. Entre ellos, los crisoles de cuarzo se dividen en crisoles cuadrados para el crecimiento de silicio policristalino y crisoles redondos para el crecimiento de silicio monocristalino. Son consumibles durante el crecimiento de los lingotes de silicio y constituyen los dispositivos de cuarzo con mayor demanda en la industria fotovoltaica. La principal materia prima de los crisoles de cuarzo es la arena de cuarzo de alta pureza.
Arena de plato
La piedra de cuarzo posee propiedades de resistencia al desgaste, a los arañazos, al calor, a la corrosión y una gran durabilidad. Tiene una fuerte plasticidad y es ampliamente utilizada. Es un producto de referencia en la historia del desarrollo de materiales de construcción artificiales. Además, se ha convertido gradualmente en una de las favoritas en el mercado de la decoración del hogar y goza de gran popularidad entre los consumidores. Generalmente, entre el 95 % y el 99 % de la arena o el polvo de cuarzo se une y solidifica mediante resina, pigmentos y otros aditivos, por lo que la calidad de la arena o el polvo de cuarzo determina, en cierta medida, el rendimiento de la placa de piedra de cuarzo artificial.
El polvo de arena de cuarzo utilizado en la industria de las placas de cuarzo se obtiene generalmente de vetas de cuarzo y mineral de cuarcita de alta calidad mediante trituración, cribado, separación magnética y otros procesos. La calidad de las materias primas afecta directamente la calidad del cuarzo. En general, el cuarzo utilizado para las losas de piedra de cuarzo se divide en polvo de arena de cuarzo fina (5-100 mallas, utilizado como agregado, que generalmente requiere un contenido de silicio ≥ 98 %) y arena de cuarzo gruesa (320-2500 mallas, utilizada para relleno y refuerzo). Existen ciertos requisitos de dureza, color, impurezas, humedad, blancura, etc.
arena de fundición
Debido a que el cuarzo posee una alta resistencia al fuego y dureza, y a que su excelente rendimiento tecnológico puede satisfacer diversos requisitos básicos de la producción de fundición, puede utilizarse no solo para el moldeo tradicional con arena de arcilla, sino también para procesos avanzados de moldeo y fabricación de machos, como arena de resina y arena revestida; por lo tanto, la arena de cuarzo se utiliza ampliamente en la producción de fundición.
Arena lavada por el aguaSe trata de la arena cruda para la fundición, una vez lavada y clasificada la arena de sílice natural.
Fregar la arena: un tipo de arena cruda para fundición. La arena de sílice natural ha sido frotada, lavada, clasificada y secada, y su contenido de lodo es inferior al 0,5 %.
Arena secaLa arena seca, con menor contenido de agua y menos impurezas, se produce utilizando agua subterránea profunda y limpia como fuente de agua, tras tres procesos de deslimado y seis de lavado, seguidos de un secado a 300 ℃ – 450 ℃. Se utiliza principalmente para la producción de arena revestida de alta calidad, así como en las industrias química, de recubrimientos, de molienda, electrónica y otras.
Arena revestida: se aplica una capa de resina fenólica sobre la superficie de la arena de matorral.
La arena de sílice utilizada para la fundición tiene una pureza del 97,5 % al 99,6 % (con una tolerancia de ±0,5 %), con un contenido de Fe2O3 inferior al 1 %. La arena es lisa y limpia, con un contenido de limo inferior al 0,2 % o al 0,3 %, un coeficiente angular inferior a 1,35 o 1,47 y un contenido de agua inferior al 6 %.
Arena de cuarzo para otros fines
Campo cerámico: la arena de cuarzo utilizada en la producción de cerámica contiene más del 90 % de SiO2, entre el 0,06 % y el 0,02 % de Fe2O3, y su resistencia al fuego alcanza los 1750 ℃. El rango de tamaño de partícula es de 1 a 0,005 mm.
Materiales refractarios: SiO2 ≥ 97,5%, Al2O3 ∈ 0,7~0,3%, Fe2O3 ∈ 0,4~0,1%, H2O ≤ 0,5%, densidad aparente 1,9~2,1 g/m3, densidad aparente del revestimiento 1,75~1,8 g/m3, tamaño de partícula 5,1~0,021 mm.
Campo metalúrgico:
① Arena abrasiva: la arena tiene buena redondez, sin bordes ni esquinas, el tamaño de partícula es de 0,8~1,5 mm, SiO2 ＞ 98%, Al2O3 ＜ 0,72%, Fe2O3 ＜ 0,18%.
② Chorro de arena: la industria química suele utilizar el chorro de arena para eliminar el óxido. SiO2 ＞ 99,6%, Al2O3 ＜ 0,18%, Fe2O3 ＜ 0,02%, tamaño de partícula 50~70 mallas, forma de partícula esférica, dureza Mohs 7.
Campo abrasivo: Los requisitos de calidad de la arena de cuarzo utilizada como abrasivo son SiO2 > 98%, Al2O3 < 0,94%, Fe2O3 < 0,24%, CaO < 0,26% y un tamaño de partícula de 0,5~0,8 mm.
Fecha de publicación: 4 de febrero de 2023