China Powder Network News Quartz é um dos minerais mais comuns na natureza. É o nome científico de um grupo de minerais composto por dióxido de silício (SiO2). É amplamente utilizado em indústrias tradicionais como vidro, construção e decoração de pedras preciosas. Desde a década de 1960, tecnologias emergentes como computadores, novos materiais e novas energias apresentaram requisitos mais elevados para a pureza dos produtos de quartzo, e nasceu o conceito de quartzo de alta pureza.
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O quartzo de alta pureza é um material básico insubstituível no processo de desenvolvimento de indústrias estratégicas nacionais e indústrias pilares. É indispensável e insubstituível para indústrias de alta tecnologia, como chips semicondutores, solar fotovoltaica, comunicações de fibra óptica, aeroespacial, óptica de precisão e vidro especial. Materiais funcionais importantes são recursos minerais que estão verdadeiramente "presos no pescoço". Na natureza, embora o quartzo seja amplamente distribuído, quartzo de alta pureza com alta pureza é muito raro.
1 O que é quartzo de alta pureza?
O quartzo de alta pureza é naturalmente formado (como o cristal) ou purificado e processado a partir de matérias-primas relativamente puras de quartzo. Devido aos diferentes requisitos de qualidade do quartzo em diferentes indústrias, não há padrão de qualidade uniforme para quartzo de alta pureza no mundo atual.
De acordo com os requisitos de qualidade do vidro de quartzo usado nas indústrias semicondutores e fotovoltaicas, alguns estudiosos da Noruega e dos Estados Unidos acreditam que o teor total de impureza do quartzo deve ser inferior a 50 partes por milhão, ou seja, a pureza do SiO2 deve chegar a mais de 99,995% para ser chamado de quartzo de alta pureza. Alguns estudiosos do meu país acreditam que o quartzo com uma pureza de 99,9% ou mais de 99,99% de SiO2 é quartzo de alta pureza.
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De um modo geral, quanto maior a pureza do quartzo, menor o conteúdo do elemento impureza, e melhor a qualidade. Isso porque o quartzo de alta pureza tem melhores propriedades, como alta resistência à temperatura, resistência à corrosão, baixa expansão térmica, alto isolamento e transmissão de luz, que podem atender aos requisitos de qualidade de indústrias de alta tecnologia, como chips semicondutores, solar fotovoltaica e óptica de precisão.
2 O significado estratégico do quartzo de alta pureza
Já em 2011, o Escritório Geral do Conselho de Estado emitiu o Contorno de Ação Estratégica para Avanços de Prospecção Mineral (2011-2020), que identificou claramente quartzo de alta pureza como minerais exigidos por indústrias emergentes estratégicas. O quartzo de alta pureza e suas matérias-primas também são mencionados muitas vezes na edição 2017-2019 do "Catálogo de Orientação de Demonstração de Inscrição de Novos Materiais Chave". Documentos relevantes como "Plano de Desenvolvimento da Indústria de Materiais de Construção (2016-2020)", "Diretrizes para o Desenvolvimento de Tecnologias Comuns-Chave na Indústria (2017)", "Catálogo de Orientação de Ajuste da Estrutura Industrial (2019)" e "Catálogo da Indústria para Incentivo ao Investimento Estrangeiro (2019)" também apoiam vigorosamente o desenvolvimento de quartzo de alta pureza. Em 2020, o "Orientando opiniões sobre a expansão do investimento em indústrias emergentes estratégicas para cultivar e fortalecer o novo polo de crescimento de pontos de crescimento" emitido em conjunto pelos quatro ministérios e comissões também exige claramente focar nos principais campos industriais e acelerar o desenvolvimento de materiais-chave, chips-chave, componentes high-end e outras tecnologias fundamentais. Atacar. O quartzo de alta pureza e suas matérias-primas estão intimamente relacionados com esses campos. Atualmente, algumas tecnologias fundamentais relacionadas ao quartzo de alta pureza ainda não fizeram avanços. É necessário elevar as tecnologias centrais relacionadas ao quartzo de alta pureza à perspectiva da estratégia nacional para enfrentar os principais problemas.
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Além disso, o risco de fornecimento de quartzo de alta pureza e suas matérias-primas na China é relativamente alto. Por um lado, seus recursos estão concentrados principalmente na produção externa, e a proporção da produção nacional é relativamente baixa. Com o avanço contínuo do Made in China 2025, a contradição entre oferta e demanda de quartzo de alta pureza e suas matérias-primas também se tornará mais proeminente; por outro lado, devido à situação política. Seu canal comercial tem grande insegurança, e o fornecimento de quartzo de alta pureza e suas matérias-primas enfrentarão enormes riscos no futuro. Na perspectiva do valor econômico, esse tipo de recursos desempenha um papel importante no desenvolvimento das indústrias emergentes estratégicas do meu país. Embora a proporção não seja alta, se a oferta desses recursos for restrita, afetará diretamente o desenvolvimento eficiente e ordenado de indústrias emergentes estratégicas.
3 Preparação de quartzo de alta pureza
Existem três tipos principais de métodos de preparação para quartzo de alta pureza, ou seja, moagem de cristal natural, purificação profunda de minerais de quartzo e processamento químico e síntese.
3.1 Moagem natural de cristais
O quartzo de alta pureza foi originalmente obtido por purificação profunda de cristais naturais primários e secundários. O processo de preparação de areia de quartzo de alta pureza a partir de cristais naturais é relativamente simples. O minério de cristal cru é esmagado, separação magnética, flutuação, lixiviação ácida, secagem e torrada para obter quartzo acabado. areia.
No entanto, atualmente, os recursos cristalinas do meu país são gradualmente escassos, e o custo está ficando cada vez mais alto; e o processo de produção tem alto teor de impureza, alto consumo de energia e baixa estabilidade da qualidade do produto. Atualmente, os cristais primários e secundários de quartzo purificado de alta pureza no meu país vêm principalmente do Mar da China Oriental, Jiangsu, e o preço unitário é de cerca de 30,0 ~40,0 yuan/kg, e a mineração de cristal primária e secundária em larga escala nesta área está basicamente esgotada.
3.2 Purificação profunda de minerais de quartzo
Devido às vantagens do baixo preço dos minerais naturais de quartzo, recursos relativamente abundantes e baixa poluição no processo de preparação, atualmente a areia de quartzo de alta pureza é purificada principalmente de minerais de quartzo.
A purificação profunda dos minerais de quartzo é principalmente para remover uma pequena ou traço de impurezas e obter quartzo de alta pureza. De acordo com o nível atual da tecnologia, as pessoas podem purificar quartzo de alta pureza de recursos minerais como quartzo venoso, quartzito, quartzo em pó e pegmatita, e até mesmo dos rejeitos de algumas minas metálicas. Entre muitos depósitos minerais de quartzo, o pegmatita de granito é o mineral mais ideal para purificar quartzo de alta pureza.
No entanto, a distribuição global de matérias-primas que podem ser transformadas em quartzo de alta pureza é menos distribuída e desigual.
3.3 Método de processamento químico de quartzo de alta pureza
Nos últimos anos, a pesquisa sobre a preparação do quartzo de alta pureza por síntese química tem gradualmente atraído atenção no país e no exterior. Atualmente, os métodos de processamento químico do quartzo de alta pureza incluem principalmente o método de síntese em fase de gás, método de precipitação química, método sol-gel e método de hidrólise líquida de tetraclorito de silício.
Atualmente, os principais produtores mundiais de materiais de quartzo sintético de alta pureza incluem Corning Corporation dos Estados Unidos, Heraeus da Alemanha, Tosoh Corporation do Japão, Shin-Etsu Quartz Corporation do Japão e Filipinas na China.
4 Situação atual de quartzo de alta pureza no meu país
Devido à particularidade das matérias-primas e à confidencialidade técnica, a produção e exportação de quartzo de alta pureza e suas matérias-primas estão altamente concentradas em alguns países e empresas do mundo. Entre eles, as tecnologias e produtos de processamento e purificação high-end são dominados principalmente por países desenvolvidos, como os Estados Unidos. O quartzo de alta pureza depende principalmente das importações.
Em 2019, o volume global de importação de quartzo de alta pureza foi de 205.400 t, dos quais a China importou 144.500 t, tornando-se o maior importador mundial de quartzo de alta pureza, respondendo por 70,35% das importações globais totais. No mercado de quartzo sintético de alta pureza da China, os produtos de quartzo sintético de alta pureza da Corning representaram a maior proporção, atingindo 33,4%; O Heraeus da Alemanha representou 21,0% do mercado de quartzo sintético de alta pureza da China; Os produtos de quartzo sintético de alta pureza da Tosoh Corporation do Japão representaram 33,4%. Os produtos representam 16,9% do mercado interno; o quartzo sintético de alta pureza da empresa nacional Feilihua representa atualmente cerca de 9,8% do mercado interno.
A qualidade dos produtos de quartzo de alta pureza é controlada pela qualidade dos recursos de matéria-prima de quartzo de alta pureza. Atualmente, não há muita exploração e avaliação de matérias-primas de quartzo de alta pureza em meu país. Até agora, não foram encontrados depósitos de matéria-prima de quartzo de alta pureza em larga escala e estáveis, e é impossível fornecer matérias-primas de quartzo de alta pureza com qualidade estável para as empresas de produção. A capacidade de produção de quartzo de alta pureza no meu país não pode atender às necessidades do mercado, e a contradição entre oferta e demanda gradualmente se tornará proeminente.
5 aplicações de quartzo de alta pureza
Indústrias e áreas como semicondutores, comunicações ópticas, fotovoltaicas, óptica e fontes de luz elétrica são áreas importantes que apoiam o desenvolvimento de indústrias emergentes estratégicas. São garantias importantes para a construção de grandes projetos, melhoria do sustento das pessoas e consolidação das indústrias nacionais de defesa e militar. Ocupam uma posição importante na construção da economia nacional. , o quartzo de alta pureza é amplamente utilizado nessas indústrias e campos, e é um recurso mineral raro e comum de alto valor agregado exigido por esses campos.
Principais campos de aplicação de produtos de quartzo de alta pureza
Nota: (1) significa teor de SiO2 de 99,995%; (2) significa teor de SiO2 de 99,998%.
Fonte de referência:
[1] Wang Ziguo. Pensamentos sobre o layout estratégico da indústria de quartzo de alta pureza do meu país. Mineração da China. 2021.
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[3] Limu Information Consulting. "Visão geral do desenvolvimento de mercado da indústria de quartzo sintético de alta pureza da China em 2022"
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(Editado por China Powder Network/Xingyao)
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