Cát thạch anh là một nguyên liệu khoáng sản công nghiệp quan trọng với phạm vi ứng dụng rộng rãi, bao gồm các ngành công nghiệp như sản xuất thủy tinh, đúc, gốm sứ và vật liệu chịu lửa, luyện kim, xây dựng, hóa chất, nhựa, cao su, vật liệu mài mòn và nhiều ngành khác. Hơn nữa, cát thạch anh cao cấp còn đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp như thông tin điện tử, sợi quang, quang điện, cũng như trong công nghiệp quốc phòng, hàng không vũ trụ và các lĩnh vực khác. Có thể nói, những hạt cát nhỏ bé có thể nâng đỡ những ngành công nghiệp lớn. (Máy tách từ trường gradient cao dạng vòng đứng)
Hiện tại, bạn biết những loại cát thạch anh nào?
01 Cát thạch anh với nhiều quy cách khác nhau
Các thông số kỹ thuật phổ biến của cát thạch anh bao gồm: 0,5-1mm, 1-2mm, 2-4mm, 4-8mm, 8-16mm, 16-32mm, 10-20, 20-40, 40-80, 80-120, 100-200, 200 và 325.
Chỉ số mắt lưới của cát thạch anh thực chất đề cập đến kích thước hạt hoặc độ mịn của cát thạch anh. Nói chung, nó đề cập đến kích thước lỗ lưới trong khu vực 1 inch x 1 inch. Số lượng lỗ lưới có thể lọt qua lưới được định nghĩa là chỉ số mắt lưới. Chỉ số mắt lưới càng lớn, kích thước hạt cát thạch anh càng mịn. Chỉ số mắt lưới càng nhỏ, kích thước hạt cát thạch anh càng lớn.
02 Cát thạch anh với nhiều chất lượng khác nhau
Nhìn chung, cát thạch anh chỉ được gọi là cát thạch anh nếu nó chứa ít nhất 98,5% silic dioxide, trong khi hàm lượng dưới 98,5% thường được gọi là silica.
Tiêu chuẩn địa phương của tỉnh An Huy DB34/T1056-2009 “Cát thạch anh” áp dụng cho cát thạch anh công nghiệp (không bao gồm cát silica đúc) được sản xuất từ đá thạch anh bằng phương pháp nghiền.
Sau nhiều năm phát triển, hiện nay, trong ngành công nghiệp, cát thạch anh thường được chia thành cát thạch anh thông thường, cát thạch anh tinh chế, cát thạch anh độ tinh khiết cao, cát thạch anh nung chảy và bột silica.
Cát thạch anh thông thường
Nhìn chung, đây là vật liệu lọc xử lý nước được làm từ quặng thạch anh tự nhiên sau khi nghiền, rửa, sấy khô và sàng lọc thứ cấp; SiO2 ≥ 90-99%, Fe2O3 ≤ 0,06-0,02%. Vật liệu lọc này có đặc điểm là không cần hiệu chỉnh góc, mật độ cao, độ bền cơ học cao và tuổi thọ sử dụng lâu dài. Đây là vật liệu dùng trong xử lý nước hóa chất. Nó có thể được sử dụng trong luyện kim, cacbua silic graphit, thủy tinh và các sản phẩm thủy tinh, men, thép đúc, xút ăn da, hóa chất, máy bay phản lực và các ngành công nghiệp khác.
Cát thạch anh tinh chế
Cát thạch anh tinh chế có hàm lượng SiO2 ≥ 99-99,5%, Fe2O3 ≤ 0,005%, được làm từ cát thạch anh tự nhiên chất lượng cao, được lựa chọn và xử lý cẩn thận. Mục đích chính là sản xuất bê tông và vữa chịu axit, dùng trong sản xuất thủy tinh, vật liệu chịu lửa, luyện kim ferrosilicon, chất trợ dung luyện kim, gốm sứ, vật liệu mài mòn, cát thạch anh đúc khuôn, v.v. Đôi khi, cát thạch anh tinh chế cũng được gọi là cát thạch anh rửa axit trong ngành.
Cát thủy tinh
Cát thạch anh tinh khiết cao được sản xuất từ đá thạch anh cao cấp thông qua một loạt các quy trình. Hiện nay, ngành công nghiệp vẫn chưa thiết lập được tiêu chuẩn công nghiệp thống nhất cho cát thạch anh tinh khiết cao, và định nghĩa của nó cũng chưa rõ ràng, nhưng nhìn chung, cát thạch anh tinh khiết cao là loại cát thạch anh có hàm lượng SiO2 từ 99,95% trở lên, hàm lượng Fe2O3 nhỏ hơn 0,0001% và hàm lượng Al2O3 nhỏ hơn 0,01%. Cát thạch anh tinh khiết cao được sử dụng rộng rãi trong các nguồn sáng điện, truyền thông cáp quang, pin mặt trời, mạch tích hợp bán dẫn, dụng cụ quang học chính xác, dụng cụ y tế, hàng không vũ trụ và các ngành công nghệ cao khác.
Silica siêu nhỏ
Bột silicon siêu mịn là loại bột silicon dioxide không độc hại, không mùi và không gây ô nhiễm, được sản xuất từ thạch anh tinh thể, thạch anh nung chảy và các nguyên liệu thô khác thông qua quá trình nghiền, phân loại chính xác, loại bỏ tạp chất, cầu hóa ở nhiệt độ cao và các quy trình khác. Đây là vật liệu vô cơ phi kim loại với các đặc tính tuyệt vời như khả năng chịu nhiệt cao, cách điện cao, hệ số giãn nở tuyến tính thấp và dẫn nhiệt tốt.
Cát thạch anh nung chảy
Cát thạch anh nóng chảy là SiO2 vô định hình (trạng thái thủy tinh). Nó là một dạng thủy tinh có tính thấm, và cấu trúc nguyên tử của nó dài và không trật tự. Nó cải thiện khả năng chịu nhiệt và hệ số giãn nở nhiệt thấp thông qua liên kết chéo của cấu trúc ba chiều. Nguyên liệu silica chất lượng cao được chọn lọc với hàm lượng SiO2 > 99% được nung chảy trong lò hồ quang điện hoặc lò điện trở ở nhiệt độ nóng chảy 1695-1720 ℃. Do độ nhớt cao của SiO2 nóng chảy, đạt 10^7 Pa·s ở 1900 ℃, nên không thể tạo hình bằng phương pháp đúc. Sau khi làm nguội, khối thủy tinh được xử lý, tách từ, loại bỏ tạp chất và sàng lọc để sản xuất cát thạch anh nóng chảy dạng hạt với các quy cách và ứng dụng khác nhau.
Cát thạch anh nung chảy có ưu điểm là độ ổn định nhiệt tốt, độ tinh khiết cao, tính chất hóa học ổn định, phân bố hạt đồng đều và hệ số giãn nở nhiệt gần bằng 0. Nó có thể được sử dụng làm chất độn trong các ngành công nghiệp hóa chất như sơn phủ và chất phủ, đồng thời cũng là nguyên liệu chính cho nhựa epoxy đúc, vật liệu bịt kín điện tử, vật liệu đúc, vật liệu chịu lửa, gốm sứ và các ngành công nghiệp khác.
03 Cát thạch anh dùng cho nhiều mục đích khác nhau
Cát có hàm lượng sắt thấp dùng cho kính quang điện (máy tách từ dạng trống từ)
Kính quang điện thường được sử dụng làm tấm bao bì của các mô-đun quang điện, tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài. Khả năng chịu thời tiết, độ bền, độ truyền sáng và các chỉ số khác đóng vai trò quan trọng đối với tuổi thọ và hiệu suất phát điện lâu dài của các mô-đun quang điện. Ion sắt trong cát thạch anh dễ bị ố màu. Để đảm bảo độ truyền sáng mặt trời cao của kính ban đầu, hàm lượng sắt trong kính quang điện cần phải thấp hơn so với kính thông thường, và phải sử dụng cát thạch anh có hàm lượng sắt thấp, độ tinh khiết silic cao và hàm lượng tạp chất thấp.
Cát thạch anh tinh khiết cao dùng cho pin mặt trời
Sản xuất điện năng lượng mặt trời quang điện đã trở thành hướng đi ưu tiên trong việc sử dụng năng lượng mặt trời, và cát thạch anh tinh khiết cao có ứng dụng quan trọng trong ngành công nghiệp quang điện. Các thiết bị thạch anh được sử dụng trong ngành công nghiệp quang điện bao gồm nồi nấu gốm thạch anh để sản xuất phôi silicon năng lượng mặt trời, cũng như thuyền thạch anh, ống lò thạch anh và giá đỡ thuyền được sử dụng trong quá trình khuếch tán và oxy hóa của quy trình sản xuất quang điện, và quy trình PECVD. Trong đó, nồi nấu thạch anh được chia thành nồi nấu thạch anh vuông để nuôi cấy silicon đa tinh thể và nồi nấu thạch anh tròn để nuôi cấy silicon đơn tinh thể. Chúng là vật tư tiêu hao trong quá trình nuôi cấy phôi silicon và là các thiết bị thạch anh có nhu cầu lớn nhất trong ngành công nghiệp quang điện. Nguyên liệu chính của nồi nấu thạch anh là cát thạch anh tinh khiết cao.
Cát tấm
Đá thạch anh có đặc tính chống mài mòn, chống trầy xước, chịu nhiệt, chống ăn mòn và độ bền cao. Nó có tính dẻo cao và được sử dụng rộng rãi. Đây là sản phẩm tiêu chuẩn trong lịch sử phát triển vật liệu xây dựng nhân tạo. Nó cũng dần trở thành một lựa chọn ưa thích mới trên thị trường trang trí nhà cửa và được người tiêu dùng ưa chuộng. Thông thường, 95%~99% cát thạch anh hoặc bột thạch anh được liên kết và làm cứng bằng nhựa, chất tạo màu và các chất phụ gia khác, vì vậy chất lượng của cát thạch anh hoặc bột thạch anh quyết định phần nào hiệu suất của tấm đá thạch anh nhân tạo.
Bột cát thạch anh được sử dụng trong ngành sản xuất tấm thạch anh thường được thu 얻 từ các mạch thạch anh và quặng thạch anh chất lượng cao thông qua quá trình nghiền, sàng lọc, tuyển từ và các quy trình khác. Chất lượng nguyên liệu thô ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng thạch anh. Nói chung, thạch anh dùng để sản xuất tấm đá thạch anh được chia thành bột cát thạch anh mịn (5-100 mesh, dùng làm cốt liệu, cốt liệu thường yêu cầu hàm lượng silic ≥ 98%) và cát thạch anh thô (320-2500 mesh, dùng để lấp đầy và gia cường). Có những yêu cầu nhất định về độ cứng, màu sắc, tạp chất, độ ẩm, độ trắng, v.v.
Cát đúc
Do có khả năng chịu nhiệt và độ cứng cao, cùng với hiệu năng công nghệ vượt trội, thạch anh có thể đáp ứng nhiều yêu cầu cơ bản của sản xuất đúc, nên nó không chỉ được sử dụng cho phương pháp đúc khuôn cát đất sét truyền thống mà còn cho các quy trình tạo khuôn và làm lõi tiên tiến như cát nhựa và cát phủ, do đó cát thạch anh được sử dụng rộng rãi trong sản xuất đúc.
Cát được rửa sạch bằng nướcĐây là loại cát thô dùng để đúc sau khi cát silica tự nhiên đã được rửa sạch và phân loại.
Chà rửa cátĐây là loại cát thô dùng để đúc khuôn. Cát silic tự nhiên đã được sàng lọc, rửa sạch, phân loại và sấy khô, hàm lượng bùn dưới 0,5%.
Cát khôLoại cát khô có hàm lượng nước thấp và ít tạp chất này được sản xuất bằng cách sử dụng nước ngầm sâu sạch làm nguồn nước, sau ba lần loại bỏ bùn và sáu lần rửa, rồi sấy khô ở nhiệt độ 300 ℃ – 450 ℃. Nó chủ yếu được sử dụng để sản xuất cát phủ chất lượng cao, cũng như trong các ngành công nghiệp hóa chất, sơn phủ, mài, điện tử và các ngành khác.
Cát phủ: một lớp màng nhựa phenolic được phủ lên bề mặt cát đã được xử lý.
Cát silic dùng để đúc có độ tinh khiết 97,5%~99,6% (sai số ± 0,5%), hàm lượng Fe2O3<1%. Cát mịn và sạch, hàm lượng bùn <0,2~0,3%, hệ số góc <1,35~1,47 và hàm lượng nước <6%.
Cát thạch anh dùng cho các mục đích khác
Lĩnh vực gốm sứ: Cát thạch anh được sử dụng trong sản xuất gốm sứ có hàm lượng SiO2 hơn 90%, Fe2O3 ∈ 0,06~0,02%, và khả năng chịu nhiệt đạt 1750 ℃. Kích thước hạt nằm trong khoảng 1~0,005mm.
Vật liệu chịu lửa: SiO2 ≥ 97,5%, Al2O3 ∈ 0,7~0,3%, Fe2O3 ∈ 0,4~0,1%, H2O ≤ 0,5%, mật độ khối 1,9~2,1g/m3, mật độ khối lớp lót 1,75~1,8g/m3, kích thước hạt 5,1~0,021mm.
Lĩnh vực luyện kim:
① Cát mài mòn: cát có độ tròn tốt, không có cạnh và góc, kích thước hạt từ 0,8~1,5mm, SiO2 > 98%, Al2O3 < 0,72%, Fe2O3 < 0,18%.
② Phun cát: ngành công nghiệp hóa chất thường sử dụng phương pháp phun cát để loại bỏ rỉ sét. SiO2 > 99,6%, Al2O3 < 0,18%, Fe2O3 < 0,02%, kích thước hạt 50~70 mesh, hình dạng hạt hình cầu, độ cứng Mohs 7.
Lĩnh vực vật liệu mài mòn: Yêu cầu về chất lượng của cát thạch anh dùng làm vật liệu mài mòn là SiO2 > 98%, Al2O3 < 0,94%, Fe2O3 < 0,24%, CaO < 0,26% và kích thước hạt từ 0,5 đến 0,8 mm.
Thời gian đăng bài: 04/02/2023