¿Qué es el cuarzo de alta pureza?

El cuarzo es uno de los minerales más comunes en la naturaleza, un grupo mineral compuesto de dióxido de silicio (SiO2). Es ampliamente utilizado en industrias tradicionales como la fabricación de vidrio, la construcción y la decoración de piedras preciosas. Cuarzo de alta pureza se forma naturalmente (como cristales) o se procesa a partir de materiales de cuarzo más puros y de mayor calidad. Debido a los diferentes requisitos de calidad en las distintas industrias, hoy en día no existe un estándar global para la calidad del cuarzo de alta pureza.

Algunos académicos en Noruega y España, basándose en los requisitos de calidad para el vidrio de cuarzo utilizado en las industrias de semiconductores y fotovoltaica, argumentan que el contenido total de impurezas del cuarzo debe ser inferior a 50 partes por millón (ppm), lo que significa que la pureza del SiO2 debe alcanzar el 99,995% o más para ser considerado cuarzo de alta pureza.

En términos generales, cuanto mayor es la pureza del cuarzo, menor es el contenido de impurezas y mejor es la calidad. Esto se debe a que el cuarzo de alta pureza tiene características superiores como resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión, baja expansión térmica, alto aislamiento y excelente transmitancia de luz, que son esenciales para cumplir con los requisitos de calidad de las industrias de alta tecnología como los chips semiconductores, la energía solar fotovoltaica y la óptica de precisión.

Preparación de de cuarzo

cuarzo de alta pureza

Existen tres métodos principales para preparar cuarzo de alta pureza, a saber, la molienda de cristal natural, la purificación profunda de minerales de cuarzo y la síntesis de procesamiento químico. Cristal natural

molienda de polvo

El cuarzo de alta pureza se deriva inicialmente de cristales naturales primarios y secundarios a través de una purificación profunda. El proceso de preparación de arena de cuarzo de alta pureza a partir de cristales naturales es relativamente simple. El mineral de cristal en bruto se somete a trituración, separación magnética, flotación, lixiviación ácida, secado y tostado para producir arena de cuarzo terminada.

Purificación profunda de minerales de cuarzo

Debido a las ventajas de bajo precio, recursos relativamente abundantes y baja contaminación en el proceso de preparación de minerales de cuarzo natural, la arena de cuarzo de alta pureza se purifica actualmente principalmente a partir de minerales de cuarzo.

La purificación profunda de los minerales de cuarzo consiste principalmente en eliminar una pequeña cantidad o trazas de impurezas para obtener cuarzo de alta pureza. Se utilizan comúnmente procesos comunes de procesamiento de minerales, como el lavado, la separación por gravedad, la separación magnética, la flotación, la lixiviación ácida y la cloración a alta temperatura. Según el nivel técnico actual, las personas pueden purificar cuarzo de alta pureza a partir de recursos minerales como el cuarzo de veta, la cuarcita, el cuarzo en polvo y la pegmatita, e incluso de los relaves de algunas minas de metal. Entre los muchos depósitos minerales de cuarzo, la pegmatita granítica es el mineral más ideal para purificar cuarzo de alta pureza.

Sin embargo, los recursos mundiales de materias primas que se pueden procesar en cuarzo de alta pureza están menos distribuidos y son desiguales.

Método de procesamiento químico del cuarzo de alta pureza

En los últimos años, los métodos de síntesis química para producir cuarzo de alta pureza han ganado cada vez más atención tanto a nivel nacional como internacional. Actualmente, los principales métodos de procesamiento químico para el cuarzo de alta pureza incluyen la síntesis en fase de vapor, la precipitación química, los métodos sol-gel y la hidrólisis en fase líquida de tetracloruro de silicio.

Aplicación de cuarzo de alta pureza

Productos de cuarzo de alta pureza	Principales áreas de aplicación	Principales aplicaciones	Grado de cuarzo de alta pureza
Crisol de cuarzo	Semiconductores, Fotovoltaico	Recipiente utilizado para producir productos de silicio en las industrias de semiconductores y fotovoltaica.	》4N5① , Cuarzo Revestimiento interior del crisol> 4N8②
Tubo de cuarzo	Aeroespacial, semiconductores, nueva fuente de luz eléctrica, comunicación óptica	La fibra de cuarzo, lana de cuarzo, tela de cuarzo, etc., producidas por tubo de cuarzo, se utilizan para fabricar carenados, cubiertas de radar, escudos térmicos, materiales de transmisión de ondas y materiales resistentes a altas temperaturas en los campos aeroespacial y de aviación. En la industria de la nueva fuente de luz eléctrica, se utilizan para producir materiales de bombillas de iluminación. En la industria de la comunicación óptica, se utilizan para fabricar varillas de soporte de fibra óptica. En la industria de semiconductores, se utilizan para producir tubos de horno de difusión de cuarzo.	》4N5①
Varilla de cuarzo	Semiconductores, fotovoltaicos, nuevas fuentes de luz eléctrica	En la industria fotovoltaica, se utiliza principalmente para la producción de torres de destilación de silicio de grado simple/múltiple, volatilizadores, tubos de alimentación y otros instrumentos. En la industria de la nueva fuente de luz eléctrica, se utiliza para varillas de puente de lámpara halógena de extremo simple. En la industria de semiconductores, se utiliza para bases de barcos de cuarzo semiconductores y otros materiales auxiliares.	》4N5①
Barco de cuarzo, lingote de cuarzo	Semiconductor, fotovoltaico	En la industria de semiconductores, se utiliza para campanas de cuarzo, bridas, cestas de flores de cuarzo y otros materiales auxiliares, principalmente en el proceso de difusión de obleas de silicio. En la industria fotovoltaica, se usa principalmente como consumibles para la producción de obleas de silicio, etc.	》4N5①

Nota: ① indica un contenido de SiO2 del 99.995%; ② indica un contenido de SiO2 del 99.998%.

conclusión

En conclusión, el cuarzo de alta pureza es un material crítico con propiedades excepcionales como resistencia a altas temperaturas, baja expansión térmica y excelente transmitancia de luz. Su pureza juega un papel importante en el cumplimiento de los estrictos requisitos de industrias avanzadas como semiconductores, fotovoltaica y óptica. A medida que crece la demanda de aplicaciones de alta tecnología, los cuarzos de alta pureza seguirán siendo un recurso esencial que impulsa la innovación tecnológica y el desarrollo industrial.

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