اشترك في نشرتنا الإخبارية وكن دائمًا أول من يسمع بما يحدث.
بحث وتطبيق الكوارتز بيجماتيت
Jul 09, 2024يشير الكوارتز البغماتيت إلى الكوارتز عالي النقاء المتكون في البغماتيت. البغماتيت هو صخرة جرانيتية خاصة، تتكون عادة من بلورات الكوارتز الخشنة إلى الضخمة. عادة ما يكون للكوارتز الموجود في هذه الصخور حجم بلوري أكبر ومحتوى شوائب أقل.
يعد تكوين كوارتز البجماتيت عملية معقدة داخل الأرض، تتضمن العديد من العمليات الجيولوجية مثل نشاط الصهارة، والتحول، والحركة التكتونية. بعد ذلك، سنناقش هذه العملية بالتفصيل من زوايا مختلفة.
يرتبط تكوين الكوارتز البغماتيت ارتباطًا وثيقًا بالنشاط المنصهر. أثناء تطور تسلل الصهارة، بسبب التغيرات في درجة الحرارة والضغط وغيرها من الظروف، يتم تمييز السوائل الحرارية المائية الغنية بـ SiO2. تخترق هذه السوائل الحرارية المائية نظام الصخور المتحولة المحيط على طول الطبقات والشقوق، أو تغزو على طول منطقة الكسر التلامسية للصخور المنصهرة السابقة لتكوين أجسام خام الكوارتز الوريدية.
يعد السائل الحراري المائي الناتج عن التحول الإقليمي أو التحجر المختلط عاملاً مهمًا أيضًا في تكوين كوارتز البغماتيت. يوفر النشاط المنصهر القوي والحركة التكتونية مصادر حرارية للتحول. عندما تتحول الصخور النارية المحتوية على الماء والبروتوليثات الموجودة في الطابق السفلي، يتم إطلاق كمية كبيرة من الماء لتكوين سوائل حرارية مائية متحولة. تهاجر هذه المحاليل الحاملة للخام على طول منطقة القص المرنة تحت تأثير الضغط التكتوني. بسبب التغيرات في ظروف درجة الحرارة والضغط، يكون SiO2 مفرط التشبع ويترسب ليشكل الكوارتز الوريدي.
يرتبط تكوين الكوارتز البغماتيت ارتباطًا وثيقًا ببيئة تكتونية محددة. على سبيل المثال، تتشكل رواسب البجماتيت في بيئة تكتونية مستقرة في الجزء العلوي من الجرانيت، والتي تتشكل عن طريق إعادة بلورة الجرانيت المحيط وتحلل المكونات المعدنية التي تشكل الجرانيت.
يمكن الكشف عن تفاصيل تكوين كوارتز البجماتيت من خلال دراسة شوائب السوائل بداخله. يوضح التحليل المجهري لشمول السوائل أنه في عملية تبلور الجدار، يكون المحلول الملحي من النوع H2O-NaCL-KCL-(CO2,N2) مشبعًا (حوالي 20% من كلوريد الصوديوم وحوالي 3% من الوزن من كلوريد الصوديوم)، وفي عملية الصهارة التبلور الحراري المائي، يشكل تمعدن حجر القصدير متعدد المراحل بلورات ميكروكلين كبيرة في حزام الجدار، ويتم دمجه مع الكوارتز والصخور الجبلية السوداء الفقيرة F وفلوروباتيت المنغنيز الغني بالكربونات والبورون في المنطقة الأساسية.
الكوارتز البغماتيت هو مورد كوارتز عالي الجودة. ونظرًا لبيئة التكوين الخاصة والنقاء، فإن لديها تطبيقات مهمة للغاية في الصناعة ومجالات التكنولوجيا العالية. يتم توزيع موارد الكوارتز البغماتيت ذات الشهرة العالمية بشكل رئيسي في الولايات المتحدة والبرازيل وكندا وأستراليا والصين. من بينها، تشتهر رواسب Spruce Pine في الولايات المتحدة بمحتوى عناصر شوائب الكوارتز المنخفض للغاية والجودة الممتازة. لقد قدمت منذ فترة طويلة كمية كبيرة من رمل الكوارتز عالي النقاء للعالم. إنها مادة خام مهمة لأشباه الموصلات والزجاج البصري الدقيق والخلايا الكهروضوئية والإضاءة وغيرها من الصناعات.
تقع مستودعات صنوبر التنوب في غرب ولاية كارولينا الشمالية بالولايات المتحدة الأمريكية. لديها تاريخ تعدين يزيد عن 100 عام، وهي عبارة عن رواسب مواد خام عالية النقاء من رمل الكوارتز معترف بها عالميًا. تتمتع منتجات رمل الكوارتز بسمعة عالية جدًا في السوق الدولية.
البرازيل هي أكبر دولة في العالم تمتلك موارد كوارتز عالية النقاء. نوع خامه هو في الأساس كريستال طبيعي، ولكن نظرًا لمرافق التعدين وجودة الخام، فإن حجم التعدين والتصدير الفعلي صغير نسبيًا.
تحتل موارد الكوارتز البغماتيت في كندا المرتبة الثالثة في العالم. نوع الخام هو الكوارتز الوريدي بشكل رئيسي. كما أن جودة موارد الكوارتز عالية النقاء عالية جدًا، ومناسبة كمواد خام لرمل الكوارتز عالي النقاء.
يتم توزيع موارد الكوارتز البغماتيت في الصين بشكل رئيسي في خنان وشينجيانغ وهوبي وجيانغسو وأماكن أخرى. في السنوات الأخيرة، تم اكتشاف موارد معدنية يمكن استخدامها لاستخراج رمل الكوارتز عالي النقاء في حزام شرق تشينلينغ-دابي في مقاطعة خنان، مما يظهر إمكانات تنقيب هائلة.
تتمتع أستراليا بموارد وفيرة من الكوارتز، وتتوزع بشكل رئيسي في شمال كوينزلاند وفيكتوريا وغرب أستراليا. توفر موارد كوارتز البغماتيت في هذه المناطق أيضًا إمكانية إنتاج رمل الكوارتز عالي النقاء.
يحتوي الكوارتز البغماتيت على مجموعة واسعة من التطبيقات في العديد من المجالات بسبب نقائه العالي وثباته. فيما يلي بعض من أهمها مجالات التطبيق:
صناعة أشباه الموصلات: يعد الكوارتز عالي النقاء مادة أساسية لتصنيع رقائق أشباه الموصلات. يتم استخدامه لصنع حاويات مثل البوتقات لضمان نقاء عملية تصنيع الرقائق.
اتصالات الألياف الضوئية: تعتبر الألياف الضوئية البنية التحتية للاتصالات الحديثة، ويلعب الكوارتز عالي النقاء دورًا مهمًا فيها لأنه يمكنه نقل الإشارات الضوئية عالية السرعة دون خسارة.
الصناعة الكهروضوئية: في صناعة الألواح الشمسية، يتم استخدام الكوارتز عالي النقاء لصنع زجاج الكوارتز عالي الجودة، وهو أمر بالغ الأهمية لتحسين كفاءة التحويل الكهروضوئي.
المجال البصري: يستخدم الكوارتز عالي النقاء أيضًا في الأجهزة البصرية الدقيقة. على سبيل المثال، في العدسات والألياف الضوئية، هناك حاجة إلى الكوارتز عالي النقاء لضمان عدم إزعاج انتشار الضوء.
مصادر الضوء الكهربائية: في المصابيح الكهربائية ومصادر الإضاءة الكهربائية الأخرى، يتم استخدام الكوارتز عالي النقاء لصنع مواد مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة ولها نفاذية جيدة للضوء.
مواد بناء: نظرًا لقوته ومتانته، يستخدم كوارتز البغماتيت أيضًا في مواد البناء، مثل إنتاج بلاط الأرضيات.
صناعة المجوهرات: في بعض الحالات المحددة، يمكن أيضًا استخدام كوارتز البغماتيت في صناعة المجوهرات، خاصة بلورات الكوارتز ذات المؤثرات البصرية الخاصة.
عادة ما يتميز كوارتز البغماتيت بخصائص الشوائب القليلة، والجودة المستقرة، ومحتوى منخفض من السوائل، لذلك أصبح مادة خام مهمة لتحضير رمل الكوارتز عالي النقاء. في السنوات الأخيرة، مع التطور السريع للعلوم والتكنولوجيا، وخاصة في مجالات أشباه الموصلات، واتصالات الألياف الضوئية، والخلايا الكهروضوئية، وما إلى ذلك، زاد الطلب على رمل الكوارتز عالي النقاء يوما بعد يوم. ولذلك، فإن البحث والتطبيق من الكوارتز البغماتيت وقد حظيت الموارد باهتمام واسع النطاق.
في السنوات الأخيرة، مع تقدم العلوم والتكنولوجيا، حققت تكنولوجيا فرز الكوارتز البغماتيت تقدما كبيرا، وخاصة في تنقية رمل الكوارتز عالي النقاء.
تشتمل معدات فرز كوارتز البغماتيت بشكل أساسي على الكسارات والمطاحن وآلات الغربلة وآلات التعويم والفواصل المغناطيسية وما إلى ذلك. تستخدم هذه المعدات طرقًا فيزيائية وكيميائية مختلفة، مثل التكسير الميكانيكي والطحن والفصل بالجاذبية والتعويم والفصل المغناطيسي لفصل الكوارتز. من الشوائب الأخرى.
سحق وطحن: يتم استخدام معدات التكسير لسحق خام الكوارتز الخام إلى جزيئات صغيرة مناسبة لمزيد من المعالجة. تشمل معدات التكسير شائعة الاستخدام الكسارات الفكية والكسارات المخروطية والكسارات المطرقية. الطحن هو مواصلة طحن الخام من خلال آلة الطحن لتحقيق التوزيع المثالي لحجم الجسيمات، استعدادًا للتصنيف والتعويم اللاحقين.
تحري: يتم استخدام معدات الفحص مثل المصنفات الحلزونية لتصنيف الجسيمات وعمليات إزالة الحمأة. يتم تحقيق فصل حجم الجسيمات من خلال الاختلاف في سرعة ترسيب الجزيئات ذات الأحجام المختلفة في السائل. 8
التعويم: تلعب آلات التعويم دورًا رئيسيًا في عملية التعويم. ومن خلال تكوين عدد كبير من الفقاعات واستخدام الكواشف لربط المعادن المستهدفة بالفقاعات، يمكن فصلها عن المواد الأخرى. 8
الفصل المغناطيسي: يتم استخدام معدات الفصل المغناطيسي لإزالة الشوائب المحتوية على الحديد من رمل الكوارتز. تشتمل معدات الفصل المغناطيسي شائعة الاستخدام على فواصل مغناطيسية جافة وفواصل مغناطيسية رطبة.
الفصل الكهروضوئي: الفصل الكهروضوئي هو طريقة لتحديد وفصل الخام المراد فصله عن الشوائب باستخدام الخصائص الفيزيائية للخام المراد فصله والشوائب. يستخدم مزيجًا من الفصل الميكانيكي والكهربائي لتقليد عملية الاختيار اليدوي. تعد آلة فرز الذكاء الاصطناعي التي ابتكرتها شركة Hefei Mingde Optoelectronics Technology Co., Ltd. أول من قدم تقنيات متقدمة مثل الذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة في مجال معالجة المعادن الكهروضوئية. له تأثيرات واضحة على فرز الكوارتز البغماتيت، مع دقة فرز عالية وإنتاج كبير.
تظهر أحدث نتائج الأبحاث أنه من خلال التطبيق المشترك لهذه المعدات والتقنيات، يمكن الحصول على منتجات تركيز الكوارتز عالية النقاء على نطاق المختبر. على سبيل المثال، نجح معهد تشنغتشو للاستخدام الشامل في تطوير تقنية أصلية لمعالجة وتنقية الكوارتز عالي النقاء، وأجرى تجارب فرز وتنقية معملية على خام الكوارتز عالي النقاء بيغماتيت الجرانيت، مما أدى إلى إنتاج منتجات مركزة كوارتز عالية النقاء بنقاء SiO2 بدرجة عالية. مثل 5N2 (99.9992%).
باختصار، يعد الكوارتز البغماتيت موردًا معدنيًا مهمًا للغاية، وتطبيقه في الصناعات ذات التقنية العالية أمر لا غنى عنه. مع تقدم التكنولوجيا والطلب المتزايد على المواد عالية النقاء، سيصبح تعدين واستخدام كوارتز البغماتيت أكثر اتساعًا، وسيكون له أيضًا تأثير عميق على تطوير الصناعة ذات الصلة.
يشير الكوارتز البغماتيت إلى الكوارتز عالي النقاء المتكون في البغماتيت. البغماتيت هو صخرة جرانيتية خاصة، تتكون عادة من بلورات الكوارتز الخشنة إلى الضخمة. عادة ما يكون للكوارتز الموجود في هذه الصخور حجم بلوري أكبر ومحتوى شوائب أقل.
يعد تكوين كوارتز البجماتيت عملية معقدة داخل الأرض، تتضمن العديد من العمليات الجيولوجية مثل نشاط الصهارة، والتحول، والحركة التكتونية. بعد ذلك، سنناقش هذه العملية بالتفصيل من زوايا مختلفة.
يرتبط تكوين الكوارتز البغماتيت ارتباطًا وثيقًا بالنشاط المنصهر. أثناء تطور تسلل الصهارة، بسبب التغيرات في درجة الحرارة والضغط وغيرها من الظروف، يتم تمييز السوائل الحرارية المائية الغنية بـ SiO2. تخترق هذه السوائل الحرارية المائية نظام الصخور المتحولة المحيط على طول الطبقات والشقوق، أو تغزو على طول منطقة الكسر التلامسية للصخور المنصهرة السابقة لتكوين أجسام خام الكوارتز الوريدية.
يعد السائل الحراري المائي الناتج عن التحول الإقليمي أو التحجر المختلط عاملاً مهمًا أيضًا في تكوين كوارتز البغماتيت. يوفر النشاط المنصهر القوي والحركة التكتونية مصادر حرارية للتحول. عندما تتحول الصخور النارية المحتوية على الماء والبروتوليثات الموجودة في الطابق السفلي، يتم إطلاق كمية كبيرة من الماء لتكوين سوائل حرارية مائية متحولة. تهاجر هذه المحاليل الحاملة للخام على طول منطقة القص المرنة تحت تأثير الضغط التكتوني. بسبب التغيرات في ظروف درجة الحرارة والضغط، يكون SiO2 مفرط التشبع ويترسب ليشكل الكوارتز الوريدي.
يرتبط تكوين الكوارتز البغماتيت ارتباطًا وثيقًا ببيئة تكتونية محددة. على سبيل المثال، تتشكل رواسب البجماتيت في بيئة تكتونية مستقرة في الجزء العلوي من الجرانيت، والتي تتشكل عن طريق إعادة بلورة الجرانيت المحيط وتحلل المكونات المعدنية التي تشكل الجرانيت.
يمكن الكشف عن تفاصيل تكوين كوارتز البجماتيت من خلال دراسة شوائب السوائل بداخله. يوضح التحليل المجهري لشمول السوائل أنه في عملية تبلور الجدار، يكون المحلول الملحي من النوع H2O-NaCL-KCL-(CO2,N2) مشبعًا (حوالي 20% من كلوريد الصوديوم وحوالي 3% من الوزن من كلوريد الصوديوم)، وفي عملية الصهارة التبلور الحراري المائي، يشكل تمعدن حجر القصدير متعدد المراحل بلورات ميكروكلين كبيرة في حزام الجدار، ويتم دمجه مع الكوارتز والصخور الجبلية السوداء الفقيرة F وفلوروباتيت المنغنيز الغني بالكربونات والبورون في المنطقة الأساسية.
الكوارتز البغماتيت هو مورد كوارتز عالي الجودة. ونظرًا لبيئة التكوين الخاصة والنقاء، فإن لديها تطبيقات مهمة للغاية في الصناعة ومجالات التكنولوجيا العالية. يتم توزيع موارد الكوارتز البغماتيت ذات الشهرة العالمية بشكل رئيسي في الولايات المتحدة والبرازيل وكندا وأستراليا والصين. من بينها، تشتهر رواسب Spruce Pine في الولايات المتحدة بمحتوى عناصر شوائب الكوارتز المنخفض للغاية والجودة الممتازة. لقد قدمت منذ فترة طويلة كمية كبيرة من رمل الكوارتز عالي النقاء للعالم. إنها مادة خام مهمة لأشباه الموصلات والزجاج البصري الدقيق والخلايا الكهروضوئية والإضاءة وغيرها من الصناعات.
تقع مستودعات صنوبر التنوب في غرب ولاية كارولينا الشمالية بالولايات المتحدة الأمريكية. لديها تاريخ تعدين يزيد عن 100 عام، وهي عبارة عن رواسب مواد خام عالية النقاء من رمل الكوارتز معترف بها عالميًا. تتمتع منتجات رمل الكوارتز بسمعة عالية جدًا في السوق الدولية.
البرازيل هي أكبر دولة في العالم تمتلك موارد كوارتز عالية النقاء. نوع خامه هو في الأساس كريستال طبيعي، ولكن نظرًا لمرافق التعدين وجودة الخام، فإن حجم التعدين والتصدير الفعلي صغير نسبيًا.
تحتل موارد الكوارتز البغماتيت في كندا المرتبة الثالثة في العالم. نوع الخام هو الكوارتز الوريدي بشكل رئيسي. كما أن جودة موارد الكوارتز عالية النقاء عالية جدًا، ومناسبة كمواد خام لرمل الكوارتز عالي النقاء.
يتم توزيع موارد الكوارتز البغماتيت في الصين بشكل رئيسي في خنان وشينجيانغ وهوبي وجيانغسو وأماكن أخرى. في السنوات الأخيرة، تم اكتشاف موارد معدنية يمكن استخدامها لاستخراج رمل الكوارتز عالي النقاء في حزام شرق تشينلينغ-دابي في مقاطعة خنان، مما يظهر إمكانات تنقيب هائلة.
تتمتع أستراليا بموارد وفيرة من الكوارتز، وتتوزع بشكل رئيسي في شمال كوينزلاند وفيكتوريا وغرب أستراليا. توفر موارد كوارتز البغماتيت في هذه المناطق أيضًا إمكانية إنتاج رمل الكوارتز عالي النقاء.
يحتوي الكوارتز البغماتيت على مجموعة واسعة من التطبيقات في العديد من المجالات بسبب نقائه العالي وثباته. فيما يلي بعض من أهمها مجالات التطبيق:
صناعة أشباه الموصلات: يعد الكوارتز عالي النقاء مادة أساسية لتصنيع رقائق أشباه الموصلات. يتم استخدامه لصنع حاويات مثل البوتقات لضمان نقاء عملية تصنيع الرقائق.
اتصالات الألياف الضوئية: تعتبر الألياف الضوئية البنية التحتية للاتصالات الحديثة، ويلعب الكوارتز عالي النقاء دورًا مهمًا فيها لأنه يمكنه نقل الإشارات الضوئية عالية السرعة دون خسارة.
الصناعة الكهروضوئية: في صناعة الألواح الشمسية، يتم استخدام الكوارتز عالي النقاء لصنع زجاج الكوارتز عالي الجودة، وهو أمر بالغ الأهمية لتحسين كفاءة التحويل الكهروضوئي.
المجال البصري: يستخدم الكوارتز عالي النقاء أيضًا في الأجهزة البصرية الدقيقة. على سبيل المثال، في العدسات والألياف الضوئية، هناك حاجة إلى الكوارتز عالي النقاء لضمان عدم إزعاج انتشار الضوء.
مصادر الضوء الكهربائية: في المصابيح الكهربائية ومصادر الإضاءة الكهربائية الأخرى، يتم استخدام الكوارتز عالي النقاء لصنع مواد مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة ولها نفاذية جيدة للضوء.
مواد بناء: نظرًا لقوته ومتانته، يستخدم كوارتز البغماتيت أيضًا في مواد البناء، مثل إنتاج بلاط الأرضيات.
صناعة المجوهرات: في بعض الحالات المحددة، يمكن أيضًا استخدام كوارتز البغماتيت في صناعة المجوهرات، خاصة بلورات الكوارتز ذات المؤثرات البصرية الخاصة.
عادة ما يتميز كوارتز البغماتيت بخصائص الشوائب القليلة، والجودة المستقرة، ومحتوى منخفض من السوائل، لذلك أصبح مادة خام مهمة لتحضير رمل الكوارتز عالي النقاء. في السنوات الأخيرة، مع التطور السريع للعلوم والتكنولوجيا، وخاصة في مجالات أشباه الموصلات، واتصالات الألياف الضوئية، والخلايا الكهروضوئية، وما إلى ذلك، زاد الطلب على رمل الكوارتز عالي النقاء يوما بعد يوم. ولذلك، فإن البحث والتطبيق من الكوارتز البغماتيت وقد حظيت الموارد باهتمام واسع النطاق.
في السنوات الأخيرة، مع تقدم العلوم والتكنولوجيا، حققت تكنولوجيا فرز الكوارتز البغماتيت تقدما كبيرا، وخاصة في تنقية رمل الكوارتز عالي النقاء.
تشتمل معدات فرز كوارتز البغماتيت بشكل أساسي على الكسارات والمطاحن وآلات الغربلة وآلات التعويم والفواصل المغناطيسية وما إلى ذلك. تستخدم هذه المعدات طرقًا فيزيائية وكيميائية مختلفة، مثل التكسير الميكانيكي والطحن والفصل بالجاذبية والتعويم والفصل المغناطيسي لفصل الكوارتز. من الشوائب الأخرى.
سحق وطحن: يتم استخدام معدات التكسير لسحق خام الكوارتز الخام إلى جزيئات صغيرة مناسبة لمزيد من المعالجة. تشمل معدات التكسير شائعة الاستخدام الكسارات الفكية والكسارات المخروطية والكسارات المطرقية. الطحن هو مواصلة طحن الخام من خلال آلة الطحن لتحقيق التوزيع المثالي لحجم الجسيمات، استعدادًا للتصنيف والتعويم اللاحقين.
تحري: يتم استخدام معدات الفحص مثل المصنفات الحلزونية لتصنيف الجسيمات وعمليات إزالة الحمأة. يتم تحقيق فصل حجم الجسيمات من خلال الاختلاف في سرعة ترسيب الجزيئات ذات الأحجام المختلفة في السائل. 8
التعويم: تلعب آلات التعويم دورًا رئيسيًا في عملية التعويم. ومن خلال تكوين عدد كبير من الفقاعات واستخدام الكواشف لربط المعادن المستهدفة بالفقاعات، يمكن فصلها عن المواد الأخرى. 8
الفصل المغناطيسي: يتم استخدام معدات الفصل المغناطيسي لإزالة الشوائب المحتوية على الحديد من رمل الكوارتز. تشتمل معدات الفصل المغناطيسي شائعة الاستخدام على فواصل مغناطيسية جافة وفواصل مغناطيسية رطبة.
الفصل الكهروضوئي: الفصل الكهروضوئي هو طريقة لتحديد وفصل الخام المراد فصله عن الشوائب باستخدام الخصائص الفيزيائية للخام المراد فصله والشوائب. يستخدم مزيجًا من الفصل الميكانيكي والكهربائي لتقليد عملية الاختيار اليدوي. تعد آلة فرز الذكاء الاصطناعي التي ابتكرتها شركة Hefei Mingde Optoelectronics Technology Co., Ltd. أول من قدم تقنيات متقدمة مثل الذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة في مجال معالجة المعادن الكهروضوئية. له تأثيرات واضحة على فرز الكوارتز البغماتيت، مع دقة فرز عالية وإنتاج كبير.
تظهر أحدث نتائج الأبحاث أنه من خلال التطبيق المشترك لهذه المعدات والتقنيات، يمكن الحصول على منتجات تركيز الكوارتز عالية النقاء على نطاق المختبر. على سبيل المثال، نجح معهد تشنغتشو للاستخدام الشامل في تطوير تقنية أصلية لمعالجة وتنقية الكوارتز عالي النقاء، وأجرى تجارب فرز وتنقية معملية على خام الكوارتز عالي النقاء بيغماتيت الجرانيت، مما أدى إلى إنتاج منتجات مركزة كوارتز عالية النقاء بنقاء SiO2 بدرجة عالية. مثل 5N2 (99.9992%).
باختصار، يعد الكوارتز البغماتيت موردًا معدنيًا مهمًا للغاية، وتطبيقه في الصناعات ذات التقنية العالية أمر لا غنى عنه. مع تقدم التكنولوجيا والطلب المتزايد على المواد عالية النقاء، سيصبح تعدين واستخدام كوارتز البغماتيت أكثر اتساعًا، وسيكون له أيضًا تأثير عميق على تطوير الصناعة ذات الصلة.ies.