A areia de quartzo é uma importante matéria-prima mineral industrial com uma ampla gama de aplicações, incluindo vidro, fundição, cerâmica e materiais refratários, metalurgia, construção civil, química, plásticos, borracha, abrasivos e outras indústrias. Além disso, a areia de quartzo de alta qualidade desempenha um papel importante nas indústrias de informação eletrônica, fibra óptica, fotovoltaica e outras, bem como nas indústrias de defesa e militar, aeroespacial e outras. Pode-se dizer que pequenos grãos de areia sustentam grandes indústrias. (Separador magnético de alto gradiente com anel vertical)
Atualmente, que tipos de areia de quartzo você conhece?
01 Areia de quartzo de diferentes especificações
As especificações comuns de areia de quartzo incluem: 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 e 325.
O número da malha da areia de quartzo refere-se ao tamanho ou finura dos grãos dessa areia. Geralmente, considera-se a malha da peneira com uma área de 1 polegada x 1 polegada. O número de orifícios da malha que permitem a passagem dos grãos é definido como o número da malha. Quanto maior o número da malha, mais finos são os grãos da areia de quartzo. Quanto menor o número da malha, maiores são os grãos.
02 Areia de quartzo de diferentes qualidades
De um modo geral, a areia de quartzo só pode ser chamada de areia de quartzo se contiver pelo menos 98,5% de dióxido de silício, enquanto o teor inferior a 98,5% é geralmente denominado sílica.
A norma local da província de Anhui, DB34/T1056-2009, "Areia de quartzo", aplica-se à areia de quartzo industrial (excluindo areia de sílica para fundição) produzida a partir de pedra de quartzo por moagem.
Após anos de desenvolvimento, atualmente, na indústria, a areia de quartzo é frequentemente dividida em areia de quartzo comum, areia de quartzo refinada, areia de quartzo de alta pureza, areia de quartzo fundida e pó de sílica.
Areia de quartzo comum
De modo geral, trata-se de um material filtrante para tratamento de água, feito de minério de quartzo natural após britagem, lavagem, secagem e peneiramento secundário; SiO₂ ≥ 90-99%, Fe₂O₃ ≤ 0,06-0,02%. O material filtrante caracteriza-se por não apresentar correção de ângulo, alta densidade, alta resistência mecânica e longa vida útil, mantendo a capacidade de retenção de poluentes. É um material para tratamento químico de água. Pode ser utilizado nas indústrias metalúrgica, de grafite e carbeto de silício, de vidro e produtos de vidro, de esmalte, de fundição de aço, de soda cáustica, química, de jatos de alta pressão e outras.
Areia de quartzo refinada
Com teor de SiO2 ≥ 99-99,5% e Fe2O3 ≤ 0,005%, esta areia de quartzo natural de alta qualidade é cuidadosamente selecionada e processada. Sua principal aplicação é na produção de concreto e argamassa resistentes a ácidos, além de ser utilizada na fabricação de vidro, materiais refratários, fundição de ferrossilício, fundentes metalúrgicos, cerâmica, materiais abrasivos, areia de quartzo para moldagem e fundição, entre outros. Na indústria, a areia de quartzo refinada também é conhecida como areia de quartzo lavada com ácido.
Areia de vidro
A areia de quartzo de alta pureza é produzida a partir de pedra de quartzo de alta qualidade por meio de uma série de processos. Atualmente, a indústria não estabeleceu um padrão industrial unificado para areia de quartzo de alta pureza, e sua definição não é muito clara, mas, de modo geral, a areia de quartzo de alta pureza refere-se à areia de quartzo com teor de SiO₂ superior a 99,95%, teor de Fe₂O₃ inferior a 0,0001% e teor de Al₂O₃ inferior a 0,01%. A areia de quartzo de alta pureza é amplamente utilizada em fontes de luz elétrica, comunicações por fibra óptica, células solares, circuitos integrados semicondutores, instrumentos ópticos de precisão, utensílios médicos, aeroespacial e outras indústrias de alta tecnologia.
Microsílica
O micropó de silício é um pó de dióxido de silício atóxico, inodoro e não poluente, produzido a partir de quartzo cristalino, quartzo fundido e outras matérias-primas por meio de moagem, classificação de precisão, remoção de impurezas, esferoidização em alta temperatura e outros processos. É um material inorgânico não metálico com excelentes propriedades, como alta resistência ao calor, alto isolamento, baixo coeficiente de expansão linear e boa condutividade térmica.
Areia de quartzo fundido
A areia de quartzo fundida é uma forma amorfa (estado vítreo) de SiO2. Trata-se de um tipo de vidro permeável, com estrutura atômica longa e desordenada. Sua estrutura tridimensional melhora a temperatura de fusão e reduz o coeficiente de expansão térmica. A matéria-prima selecionada, sílica de alta qualidade (SiO2 > 99%), é fundida em um forno de arco elétrico ou forno de resistência a uma temperatura de fusão de 1695-1720 °C. Devido à alta viscosidade do SiO2 fundido, que chega a 10⁷ Pa·s a 1900 °C, não pode ser moldado por fundição. Após o resfriamento, o material vítreo passa por processamento, separação magnética, remoção de impurezas e peneiramento para produzir areia de quartzo fundida granular com diferentes especificações e aplicações.
A areia de quartzo fundido apresenta vantagens como boa estabilidade térmica, alta pureza, propriedades químicas estáveis, distribuição uniforme de partículas e taxa de expansão térmica próxima de zero. Pode ser utilizada como carga em indústrias químicas, como revestimentos e pinturas, e também é a principal matéria-prima para resinas epóxi, materiais de vedação eletrônica, materiais de fundição, materiais refratários, cerâmica e vidro, entre outras.
03 Areia de quartzo para diferentes fins
Areia com baixo teor de ferro para vidro fotovoltaico (separador magnético de tambor)
O vidro fotovoltaico é geralmente utilizado como painel de encapsulamento de módulos fotovoltaicos, estando em contato direto com o ambiente externo. Sua resistência às intempéries, resistência mecânica, transmitância luminosa e outros indicadores desempenham um papel fundamental na vida útil e na eficiência de geração de energia a longo prazo dos módulos fotovoltaicos. O íon ferro presente na areia de quartzo é suscetível à coloração. Para garantir a alta transmitância solar do vidro original, o teor de ferro no vidro fotovoltaico deve ser inferior ao do vidro comum, sendo necessário o uso de areia de quartzo com baixo teor de ferro, alta pureza de silício e baixo teor de impurezas.
Areia de quartzo de alta pureza para aplicações fotovoltaicas.
A geração de energia solar fotovoltaica tornou-se a principal via de utilização da energia solar, e a areia de quartzo de alta pureza tem uma importante aplicação na indústria fotovoltaica. Os dispositivos de quartzo utilizados na indústria fotovoltaica incluem cadinhos de cerâmica de quartzo para lingotes de silício solar, bem como barcos de quartzo, tubos de forno de quartzo e suportes de barco usados nos processos de difusão e oxidação na fabricação de células fotovoltaicas e no processo PECVD. Dentre eles, os cadinhos de quartzo são divididos em cadinhos quadrados para o crescimento de silício policristalino e cadinhos redondos para o crescimento de silício monocristalino. São consumíveis durante o crescimento de lingotes de silício e os dispositivos de quartzo com maior demanda na indústria fotovoltaica. A principal matéria-prima para cadinhos de quartzo é a areia de quartzo de alta pureza.
Areia de prato
A pedra de quartzo possui propriedades de resistência ao desgaste, a riscos, ao calor e à corrosão, além de ser durável. Apresenta alta plasticidade e é amplamente utilizada. É um produto de referência na história do desenvolvimento de materiais de construção artificiais. Gradualmente, tornou-se também uma das favoritas no mercado de decoração de interiores, sendo popular entre os consumidores. Geralmente, 95% a 99% de areia ou pó de quartzo são aglomerados e solidificados por resina, pigmentos e outros aditivos; portanto, a qualidade da areia ou do pó de quartzo determina, em certa medida, o desempenho da placa de pedra de quartzo artificial.
O pó de areia de quartzo utilizado na indústria de placas de quartzo é geralmente obtido a partir de veios de quartzo e minério de quartzito de alta qualidade, através de processos de britagem, peneiramento, separação magnética e outros. A qualidade da matéria-prima afeta diretamente a qualidade do quartzo. De modo geral, o quartzo utilizado para placas de pedra de quartzo é dividido em pó de areia de quartzo fina (5-100 mesh, utilizado como agregado, que geralmente requer teor de silício ≥ 98%) e areia de quartzo grossa (320-2500 mesh, utilizada para enchimento e reforço). Existem certos requisitos quanto à dureza, cor, impurezas, umidade, brancura, etc.
Areia de fundição
Devido à sua alta resistência ao fogo e dureza, e ao seu excelente desempenho tecnológico, que atende a vários requisitos básicos da produção de peças fundidas, o quartzo pode ser usado não apenas na moldagem tradicional em areia de argila, mas também em processos avançados de moldagem e fabricação de núcleos, como areia resinada e areia revestida. Por isso, a areia de quartzo é amplamente utilizada na produção de peças fundidas.
Areia lavada pela águaTrata-se da areia bruta para fundição, obtida após a lavagem e classificação da areia de sílica natural.
Esfregar areia: um tipo de areia bruta para fundição. A areia de sílica natural foi esfregada, lavada, classificada e seca, e o teor de lama é inferior a 0,5%.
Areia secaA areia seca, com menor teor de água e menos impurezas, é produzida utilizando água subterrânea limpa e profunda como fonte, após três processos de deslamagem e seis de lavagem, seguidos de secagem a uma temperatura entre 300 °C e 450 °C. É utilizada principalmente na produção de areia revestida de alta qualidade, além de ser empregada nas indústrias química, de revestimento, moagem, eletrônica e outras.
Areia revestida: uma camada de película de resina fenólica é aplicada na superfície da areia de mato.
A areia de sílica utilizada para fundição apresenta pureza de 97,5% a 99,6% (com uma margem de erro de 0,5%) e teor de Fe₂O₃ inferior a 1%. A areia é fina e limpa, com teor de silte inferior a 0,2% a 0,3%, coeficiente angular inferior a 1,35 a 1,47 e teor de água inferior a 6%.
Areia de quartzo para outros fins
No setor cerâmico, a areia de quartzo utilizada na produção de cerâmica apresenta teor de SiO2 superior a 90%, Fe2O3 entre 0,06% e 0,02%, e resistência ao fogo de até 1750 °C. A granulometria varia de 1 a 0,005 mm.
Materiais refratários: SiO2 ≥ 97,5%, Al2O3 ∈ 0,7~0,3%, Fe2O3 ∈ 0,4~0,1%, H2O ≤ 0,5%, densidade aparente 1,9~2,1g/m3, densidade aparente do revestimento 1,75~1,8g/m3, tamanho das partículas 5,1~0,021mm.
Área metalúrgica:
① Areia abrasiva: a areia tem boa arredondamento, sem arestas e cantos, o tamanho das partículas é de 0,8 a 1,5 mm, SiO2 > 98%, Al2O3 < 0,72%, Fe2O3 < 0,18%.
② Jateamento de areia: a indústria química frequentemente utiliza jateamento de areia para remover ferrugem. SiO2 > 99,6%, Al2O3 < 0,18%, Fe2O3 < 0,02%, tamanho de partícula 50~70 mesh, formato de partícula esférico, dureza de Mohs 7.
Campo abrasivo: Os requisitos de qualidade da areia de quartzo utilizada como abrasivo são: SiO2 > 98%, Al2O3 < 0,94%, Fe2O3 < 0,24%, CaO < 0,26% e tamanho de partícula de 0,5 a 0,8 mm.
Data da publicação: 04/02/2023