Quarzsandaufbereitung und -mahlungstechnologie

Reinigen Quarzsandstein, das Rohmaterial muss zunächst einer Zerkleinerungs- und Klassifizierungsvorbehandlung unterzogen werden. Das Ziel ist die vorläufige Trennung von Quarz von assoziierten Mineralien und die Bereitstellung von Rohstoffen innerhalb eines geeigneten Partikelgrößenbereichs für die nachfolgende Verarbeitung und Reinigung. Dieser Vorbehandlungsschritt trägt dazu bei, die Reinheit und Effizienz des Quarzreinigungsprozesses zu verbessern.

Quarz Zerkleinerung

Der Zweck der Zerkleinerung besteht darin, den Quarzsandstein auf die erforderliche Partikelgröße zu reduzieren. Dies hilft, Verunreinigungen für die nachfolgende Behandlung freizusetzen. Methoden umfassen mechanische Zerkleinerung, elektrische Zerkleinerung, ultraschallbasierte Zerkleinerung und thermische Schockzerkleinerung. Während des Zerkleinerungsprozesses müssen zwei Faktoren berücksichtigt werden: die Dissoziationseffekt effektiver Monomere und Sekundärverschmutzung.

Die traditionelle mechanische Methode verwendet eine Backenpresse oder eine Kegelbrecher, um das Mineral zu zerkleinern. Dies führt zu einer unregelmäßigen und eckigen Partikelform. Die Backenpresse eignet sich für Grobzerkleinerung, der Kegelbrecher für Mittel- und Feinzerkleinerung, und der Prallbrecher für Feinzerkleinerung und Grobmahlung.

Um Sekundärverschmutzung durch Eisenverunreinigungen zu vermeiden und die Dissoziation zu verbessern, können Methoden wie thermische Zerkleinerung, Hochdruckpulszerkleinerung und Ultraschallzerkleinerung eingesetzt werden. Diese Methoden haben jedoch einen hohen Energieverbrauch und Kosten.

Pulsentladungszerkleinerung

Im Vergleich zu traditionellen mechanischen Methoden bietet die Pulsentladungs-Gesteinszerkleinerung deutlichere Vorteile. Sie wird hauptsächlich in zwei Formen durchgeführt: hydroelektrische Effektzerkleinerung und elektrische Zerkleinerung. Die durch Hochspannungsentladung erzeugte Stoßwelle führt dazu, dass das Gestein entlang der Korngrenze bricht. Sie zielt selektiv auf Mineralinklusionen ab, unterstützt die Freisetzung von Verunreinigungen und die nachfolgende Verarbeitung. Diese Methode hilft auch, die Partikelgröße und Morphologie der Mineralien so weit wie möglich zu erhalten. Die Pulsentladungszerkleinerung erfolgt in der Regel in einem Wassermedium, was sie staubfrei und umweltfreundlich macht.

Im Vergleich zur herkömmlichen Zerkleinerung ist die elektrische Zerkleinerung effektiver im Umgang mit Verunreinigungen. Sie führt zu keiner großen Eisenverschmutzung. Der Verunreinigungsgehalt an K, Ti und Fe nach elektrischer Zerkleinerung ist niedriger als bei mechanischer Behandlung.

Ultraschallbehandlung

Ultraschallzerkleinerung basiert auf der mechanischen Energie des Ultraschalls. Wenn der Ultraschallzerkleinerer auf die Flüssigkeit wirkt, erzeugen die Moleküle aufgrund von Kavitation eine große Anzahl kleiner Blasen. Der enorme Druck, der beim Platzen der Blasen entsteht, löst die Verunreinigungen auf der Oberfläche der Partikel ab.

Thermische Zerkleinerung

Bei der thermischen Zerkleinerung wird Quarzsandstein auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, wodurch er sich ausdehnt oder eine Phasenänderung durchläuft. Dabei entstehen zahlreiche kleine Risse, die die mechanische Festigkeit erheblich verringern, woraufhin der Quarzsandstein zerkleinert wird.

Quarzmahlung

Das Mahlen und die Klassifizierung folgen auf die Zerkleinerung. Da das Mahlen das Erz von grob auf fein reduziert, ist die Verwendung der richtigen Methoden entscheidend. Dies gewährleistet eine rechtzeitige Trennung von Produkten mit qualifizierten Partikelgrößen für die Klassifizierung. Es hilft auch, Übermahlung zu vermeiden und die Effizienz sowie die Produktion zu verbessern.

Die vollständige Produktionslinie eines Kugelmühlen- und Klassifizierer ist ideal für die ultrafeine Zerkleinerung von Quarz. Es bietet hohe Produktweißheit, gute Form und Glanz. Die Qualitätsindikatoren sind stabil, und die Partikelgrößenverteilung ist hochgradig kontrollierbar.

Wichtige Punkte der Kugelmühlentechnologie

Aufgrund der hohen Härte von Quarz verursacht es erheblichen Verschleiß an der Ausrüstung und kann das Produkt kontaminieren. Um eine Re-Kontamination zu verhindern, muss die Ausrüstung mit verschleißfester Schutzbeschichtung behandelt werden, insbesondere bei elektronisch reinen Hochreinstoffen aus Silizium-Mikropulver. Alle Hohlräume, Rohrleitungen und stationären Teile sollten mit keramischen oder organischen verschleißfesten Materialien ausgekleidet werden. Kugelmühlen verwenden typischerweise Alumina-Einlagen oder Kugelstein-Einlagen und setzen Zirkoniumkugeln oder Achat als Mahlmedien ein. Dies reduziert die Auswirkungen von Verunreinigungen wie Eisen oder Aluminium.

Quarz ist hart und verschleißfest. Wenn Feinmahlung erforderlich ist, ist es schwierig, die gewünschte Feinheit nur mit dem Mahlmedium zu erreichen. Daher werden häufig Schleifhilfsmittel hinzugefügt, um die Mahleffektivität zu verbessern. Das Hinzufügen von Schleifhilfsmitteln oder kombinierten Hilfsmitteln verringert die Viskosität des Schlämms, macht ihn flüssiger und erhöht die Ausbeute an Partikelgrößen, die den Qualitätsanforderungen entsprechen.

Häufig verwendete Schleifhilfsmittel sind Triethanolamin, DA-Dispergiermittel, Stearinsäure, Ammoniumchlorid, Natriumchlorid, Alkohol, Natriumoleat, Natriumsilikat und Dodecylamin. Fettsärol-Polyoxyethylether und Dodecyltrimethylammoniumchlorid werden ebenfalls für Tests verwendet.

Verschiedene Branchen und Quarzerzeugnisse unterliegen strengen Vorschriften hinsichtlich der Partikelgrößenverteilung. Zum Beispiel erfordert die Herstellung von Quarz-Keramikschalen für die Halbleiterindustrie, dass die Quarzsandpartikel zwischen 0,180 und 0,125 mm groß sind. Daher muss die Partikelgröße des Quarzes beim Mahlen sorgfältig kontrolliert werden, um Übermahlung zu vermeiden.

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