क्वार्ट्ज वाळू हा एक महत्त्वाचा औद्योगिक खनिज कच्चा माल आहे, ज्याचा उपयोग काच, कास्टिंग, सिरॅमिक्स आणि रिफ्रॅक्टरी मटेरियल्स, धातूकाम, बांधकाम, रसायन, प्लास्टिक, रबर, अपघर्षक आणि इतर उद्योगांमध्ये होतो. इतकेच नाही, तर उच्च दर्जाची क्वार्ट्ज वाळू इलेक्ट्रॉनिक माहिती, ऑप्टिकल फायबर, फोटोव्होल्टेइक आणि इतर उद्योगांमध्ये, तसेच संरक्षण आणि लष्करी उद्योग, एरोस्पेस आणि इतर क्षेत्रांमध्येही महत्त्वाची भूमिका बजावते. असे म्हणता येईल की वाळूचे लहान कण मोठ्या उद्योगांना आधार देतात. (व्हर्टिकल रिंग हाय ग्रेडियंट मॅग्नेटिक सेपरेटर)
सध्या, तुम्हाला क्वार्ट्ज वाळूचे कोणते प्रकार माहीत आहेत?
०१ वेगवेगळ्या वैशिष्ट्यांची क्वार्ट्ज वाळू
क्वार्ट्ज वाळूच्या सामान्य वैशिष्ट्यांमध्ये यांचा समावेश आहे: 0.5-1मिमी, 1-2मिमी, 2-4मिमी, 4-8मिमी, 8-16मिमी, 16-32मिमी, 10-20, 20-40, 40-80, 80-120, 100-200, 200 आणि 325.
क्वार्ट्ज वाळूचा मेश नंबर हा प्रत्यक्षात क्वार्ट्ज वाळूच्या कणांचा आकार किंवा बारीकपणा दर्शवतो. सामान्यतः, हे १ इंच X १ इंच क्षेत्रातील चाळणीला सूचित करते. चाळणीतून जाऊ शकणाऱ्या छिद्रांच्या संख्येला मेश नंबर असे म्हणतात. क्वार्ट्ज वाळूचा मेश नंबर जितका मोठा, तितका क्वार्ट्ज वाळूच्या कणांचा आकार बारीक असतो. मेश नंबर जितका लहान, तितका क्वार्ट्ज वाळूच्या कणांचा आकार मोठा असतो.
०२ वेगवेगळ्या गुणवत्तेची क्वार्ट्ज वाळू
सर्वसाधारणपणे, क्वार्ट्ज वाळूला क्वार्ट्ज वाळू तेव्हाच म्हटले जाऊ शकते जेव्हा त्यात किमान ९८.५% सिलिकॉन डायऑक्साइड असेल, तर ९८.५% पेक्षा कमी प्रमाण असलेल्या वाळूला सामान्यतः सिलिका म्हटले जाते.
अन्हुई प्रांताचे स्थानिक मानक DB34/T1056-2009 “क्वार्ट्झ वाळू” हे क्वार्ट्झ दगडाला दळून बनवलेल्या औद्योगिक क्वार्ट्झ वाळूला (कास्टिंग सिलिका वाळू वगळून) लागू आहे.
अनेक वर्षांच्या विकासानंतर, सध्या उद्योगात क्वार्ट्ज वाळूची विभागणी सामान्यतः सामान्य क्वार्ट्ज वाळू, शुद्ध क्वार्ट्ज वाळू, उच्च-शुद्ध क्वार्ट्ज वाळू, वितळलेली क्वार्ट्ज वाळू आणि सिलिका पावडर अशा प्रकारांमध्ये केली जाते.
सामान्य क्वार्ट्झ वाळू
साधारणपणे, हे नैसर्गिक क्वार्ट्ज धातूचे खडक फोडून, धुऊन, वाळवून आणि दुय्यम चाळणी करून बनवलेले जलशुद्धीकरण गाळणी साहित्य आहे; SiO2 ≥ ९०-९९%, Fe2O3 ≤ ०.०६-०.०२%. या गाळणी साहित्याची वैशिष्ट्ये म्हणजे कोनीय सुधारणा नसणे, उच्च घनता, उच्च यांत्रिक शक्ती आणि प्रदूषक वाहून नेण्याच्या क्षमतेचे दीर्घायुष्य. हे रासायनिक जलशुद्धीकरणासाठी वापरले जाणारे साहित्य आहे. याचा उपयोग धातूकाम, ग्रॅफाइट सिलिकॉन कार्बाइड, काच आणि काचेची उत्पादने, एनॅमल, कास्ट स्टील, कॉस्टिक सोडा, रसायन, जेट नॉइज आणि इतर उद्योगांमध्ये केला जाऊ शकतो.
शुद्ध क्वार्ट्झ वाळू
SiO2 ≥ ९९-९९.५%, Fe2O3 ≤ ०.००५%, ही काळजीपूर्वक निवडलेल्या आणि प्रक्रिया केलेल्या उच्च-गुणवत्तेच्या नैसर्गिक क्वार्ट्ज वाळूपासून बनलेली आहे. काच, रिफ्रॅक्टरी मटेरियल्स, फेरोसिलिकॉनचे प्रगलन, मेटॅलर्जिकल फ्लक्स, सिरॅमिक्स, अपघर्षक साहित्य, कास्टिंग मोल्डिंग क्वार्ट्ज वाळू इत्यादी बनवण्यासाठी आम्ल-प्रतिरोधक काँक्रीट आणि मोर्टार तयार करणे हा याचा मुख्य उद्देश आहे. उद्योगात कधीकधी शुद्ध केलेल्या क्वार्ट्ज वाळूला 'ॲसिड वॉश्ड क्वार्ट्ज वाळू' असेही म्हटले जाते.
काचेची वाळू
उच्च-शुद्धतेची क्वार्ट्ज वाळू ही उच्च-दर्जाच्या क्वार्ट्ज दगडापासून विविध प्रक्रियांद्वारे बनवली जाते. सध्या, उद्योगाने उच्च-शुद्धतेच्या क्वार्ट्ज वाळूसाठी कोणतेही एकसमान औद्योगिक मानक स्थापित केलेले नाही आणि त्याची व्याख्याही फारशी स्पष्ट नाही, परंतु सर्वसाधारणपणे, उच्च-शुद्धतेची क्वार्ट्ज वाळू म्हणजे अशी क्वार्ट्ज वाळू, जिच्यामध्ये SiO2 चे प्रमाण ९९.९५% किंवा त्याहून अधिक, Fe2O3 चे प्रमाण ०.०००१% पेक्षा कमी आणि Al2O3 चे प्रमाण ०.०१% पेक्षा कमी असते. उच्च-शुद्धतेच्या क्वार्ट्ज वाळूचा वापर विद्युत प्रकाश स्रोत, ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन, सौर पेशी (solar cells), सेमीकंडक्टर इंटिग्रेटेड सर्किट्स, अचूक ऑप्टिकल उपकरणे, वैद्यकीय उपकरणे, अंतराळ आणि इतर उच्च-तंत्रज्ञान उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.
मायक्रोसिलिका
सिलिकॉन मायक्रो-पावडर ही एक बिनविषारी, गंधहीन आणि प्रदूषणमुक्त सिलिकॉन डायऑक्साइड पावडर आहे, जी स्फटिकमय क्वार्ट्ज, वितळलेले क्वार्ट्ज आणि इतर कच्च्या मालापासून दळणे, अचूक प्रतवारी, अशुद्धता दूर करणे, उच्च-तापमान गोलाकार बनवणे आणि इतर प्रक्रियांद्वारे तयार केली जाते. हा एक अजैविक अधातू पदार्थ असून, त्यात उच्च उष्णता प्रतिरोध, उच्च उष्णतारोधकता, कमी रेषीय प्रसरण गुणांक आणि चांगली औष्णिक वाहकता यांसारखे उत्कृष्ट गुणधर्म आहेत.
वितळलेली क्वार्ट्झ वाळू
वितळलेली क्वार्ट्ज वाळू ही SiO2 ची अस्फटिक (काचेच्या अवस्थेतील) अवस्था आहे. हा पारगम्यता असलेला काचेचा एक प्रकार असून, त्याची अणू रचना लांब आणि अव्यवस्थित असते. त्रिमितीय संरचनेच्या क्रॉस लिंकिंगद्वारे ती तिचे तापमान आणि कमी औष्णिक प्रसरण गुणांक सुधारते. निवडलेला उच्च-गुणवत्तेचा सिलिका कच्चा माल (SiO2>99%) इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस किंवा रेझिस्टन्स फर्नेसमध्ये १६९५-१७२० ℃ च्या वितळण तापमानावर वितळवला जातो. SiO2 वितळलेल्या पदार्थाची चिकटपणा (व्हिस्कोसिटी) १९०० ℃ तापमानावर १० चा ७ वा घात Pa · s असल्याने, त्याला ओतकाम करून आकार देता येत नाही. थंड झाल्यावर, काचेच्या पदार्थावर चुंबकीय विलगीकरण, अशुद्धी काढणे आणि चाळणी यांसारख्या प्रक्रिया करून वेगवेगळ्या वैशिष्ट्यांची आणि उपयोगांची दाणेदार वितळलेली क्वार्ट्ज वाळू तयार केली जाते.
वितळलेल्या क्वार्ट्ज वाळूमध्ये चांगली औष्णिक स्थिरता, उच्च शुद्धता, स्थिर रासायनिक गुणधर्म, एकसमान कण वितरण आणि शून्याच्या जवळपास असलेला औष्णिक प्रसरण दर हे फायदे आहेत. याचा उपयोग कोटिंग्स आणि लेप यांसारख्या रासायनिक उद्योगांमध्ये फिलर म्हणून केला जाऊ शकतो, तसेच हे इपॉक्सी रेझिन कास्टिंग, इलेक्ट्रॉनिक सीलिंग साहित्य, कास्टिंग साहित्य, रिफ्रॅक्टरी साहित्य, सिरॅमिक ग्लास आणि इतर उद्योगांसाठी मुख्य कच्चा माल आहे.
०३ विविध कामांसाठी क्वार्ट्ज वाळू
फोटोव्होल्टेइक काचेसाठी कमी लोह असलेली वाळू (चुंबकीय ड्रम चुंबकीय विभाजक)
फोटोव्होल्टेइक काच सामान्यतः फोटोव्होल्टेइक मॉड्यूल्सच्या पॅकेजिंग पॅनेल म्हणून वापरली जाते, जी थेट बाह्य वातावरणाच्या संपर्कात असते. तिची हवामान-प्रतिरोधकता, मजबुती, प्रकाश पारगम्यता आणि इतर निर्देशक फोटोव्होल्टेइक मॉड्यूल्सच्या आयुर्मानात आणि दीर्घकालीन वीज निर्मिती कार्यक्षमतेत महत्त्वाची भूमिका बजावतात. क्वार्ट्ज वाळूमधील लोह आयन सहजपणे रंगले जातात. मूळ काचेची उच्च सौर पारगम्यता सुनिश्चित करण्यासाठी, फोटोव्होल्टेइक काचेमधील लोहाचे प्रमाण सामान्य काचेपेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे, आणि उच्च सिलिकॉन शुद्धता व कमी अशुद्धता असलेली कमी-लोह क्वार्ट्ज वाळू वापरली पाहिजे.
फोटोव्होल्टेइकसाठी उच्च-शुद्धतेची क्वार्ट्ज वाळू
सौर फोटोव्होल्टेइक वीज निर्मिती ही सौर ऊर्जा वापराची एक पसंतीची दिशा बनली आहे, आणि फोटोव्होल्टेइक उद्योगात उच्च-शुद्धतेच्या क्वार्ट्ज वाळूचा महत्त्वाचा उपयोग होतो. फोटोव्होल्टेइक उद्योगात वापरल्या जाणाऱ्या क्वार्ट्ज उपकरणांमध्ये सौर सिलिकॉन इंगॉट्ससाठी क्वार्ट्ज सिरेमिक क्रुसिबल्स, तसेच फोटोव्होल्टेइक उत्पादन प्रक्रियेतील डिफ्यूजन आणि ऑक्सिडेशन, आणि पीईसीव्हीडी (PECVD) प्रक्रियेमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या क्वार्ट्ज बोट्स, क्वार्ट्ज फर्नेस ट्यूब्स आणि बोट ब्रॅकेट्स यांचा समावेश होतो. त्यांपैकी, क्वार्ट्ज क्रुसिबल्सचे पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वाढवण्यासाठी चौरस क्वार्ट्ज क्रुसिबल्स आणि मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वाढवण्यासाठी गोल क्वार्ट्ज क्रुसिबल्स असे विभाजन केले जाते. सिलिकॉन इंगॉट्सच्या वाढीदरम्यान लागणाऱ्या या उपभोग्य वस्तू आहेत आणि फोटोव्होल्टेइक उद्योगात सर्वाधिक मागणी असलेली ही क्वार्ट्ज उपकरणे आहेत. क्वार्ट्ज क्रुसिबलचा मुख्य कच्चा माल उच्च-शुद्धतेची क्वार्ट्ज वाळू आहे.
प्लेट वाळू
क्वार्ट्झ दगडात झीज-प्रतिरोध, ओरखडा-प्रतिरोध, उष्णता-प्रतिरोध, गंज-प्रतिरोध आणि टिकाऊपणा हे गुणधर्म आहेत. त्यात तीव्र लवचिकता असून त्याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. कृत्रिम बांधकाम साहित्याच्या विकासाच्या इतिहासात हे एक मानदंड उत्पादन आहे. तसेच, ते हळूहळू गृहसजावटीच्या बाजारपेठेत एक नवीन पसंतीचे उत्पादन बनले आहे आणि ग्राहकांमध्ये लोकप्रिय आहे. साधारणपणे, ९५% ते ९९% क्वार्ट्झ वाळू किंवा क्वार्ट्झ पावडर रेझिन, रंगद्रव्य आणि इतर मिश्रकांद्वारे एकत्र बांधून घट्ट केली जाते, त्यामुळे क्वार्ट्झ वाळू किंवा क्वार्ट्झ पावडरची गुणवत्ता काही प्रमाणात कृत्रिम क्वार्ट्झ दगडी प्लेटची कार्यक्षमता ठरवते.
क्वार्ट्ज प्लेट उद्योगात वापरली जाणारी क्वार्ट्ज वाळूची पावडर सामान्यतः उच्च-गुणवत्तेच्या क्वार्ट्ज शिरा आणि क्वार्ट्जाइट धातूपासून क्रशिंग, स्क्रीनिंग, चुंबकीय विलगीकरण आणि इतर प्रक्रियांद्वारे मिळवली जाते. कच्च्या मालाच्या गुणवत्तेचा थेट परिणाम क्वार्ट्जच्या गुणवत्तेवर होतो. सर्वसाधारणपणे, क्वार्ट्ज स्टोन स्लॅबसाठी वापरल्या जाणाऱ्या क्वार्ट्जचे बारीक क्वार्ट्ज वाळू पावडर (५-१०० मेश, जी खडी म्हणून वापरली जाते, या खडीमध्ये सामान्यतः ≥ ९८% सिलिकॉनचे प्रमाण आवश्यक असते) आणि जाड क्वार्ट्ज वाळू (३२०-२५०० मेश, जी भरण्यासाठी आणि मजबुतीसाठी वापरली जाते) असे वर्गीकरण केले जाते. कडकपणा, रंग, अशुद्धता, ओलावा, पांढरेपणा इत्यादींसाठी विशिष्ट आवश्यकता असतात.
फाउंड्री वाळू
क्वार्ट्जमध्ये उच्च अग्निरोधकता आणि कठीणपणा असल्यामुळे, आणि त्याची उत्कृष्ट तांत्रिक कामगिरी कास्टिंग उत्पादनाच्या विविध मूलभूत गरजा पूर्ण करू शकत असल्यामुळे, त्याचा उपयोग केवळ पारंपरिक चिकणमाती वाळू मोल्डिंगसाठीच नाही, तर रेझिन वाळू आणि कोटेड वाळू यांसारख्या प्रगत मोल्डिंग आणि कोअर बनवण्याच्या प्रक्रियांसाठीही केला जाऊ शकतो, त्यामुळे कास्टिंग उत्पादनात क्वार्ट्ज वाळूचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.
पाण्याने धुतलेली वाळूनैसर्गिक सिलिका वाळू धुतल्यानंतर आणि प्रतवारी केल्यानंतर, ओतकामासाठी वापरली जाणारी ही कच्ची वाळू असते.
वाळू घासणेकास्टिंगसाठी वापरली जाणारी एक प्रकारची कच्ची वाळू. ही नैसर्गिक सिलिका वाळू घासून, धुऊन, वर्गीकृत करून वाळवलेली असते आणि त्यातील चिखलाचे प्रमाण ०.५% पेक्षा कमी असते.
कोरडी वाळूस्वच्छ खोल भूगर्भातील पाण्याचा स्रोत म्हणून वापर करून, तीन वेळा गाळ काढण्याची (डीस्लिमिंग) आणि सहा वेळा घासण्याची (स्क्रबिंग) प्रक्रिया करून, तसेच नंतर ३००℃ ते ४५०℃ तापमानात वाळवून, कमी पाणी आणि कमी अशुद्धता असलेली कोरडी वाळू तयार केली जाते. तिचा उपयोग प्रामुख्याने उच्च-दर्जाची लेपित वाळू (कोटेड सँड) तयार करण्यासाठी, तसेच रासायनिक, कोटिंग, ग्राइंडिंग, इलेक्ट्रॉनिक्स आणि इतर उद्योगांमध्ये केला जातो.
लेपित वाळू: स्क्रब वाळूच्या पृष्ठभागावर फिनोलिक रेझिनचा एक थर चढवला जातो.
कास्टिंगसाठी वापरण्यात येणारी सिलिका वाळू ९७.५%~९९.६% (अधिक किंवा वजा ०.५%) असते आणि त्यात Fe2O3 चे प्रमाण <१% असते. ही वाळू गुळगुळीत आणि स्वच्छ असून, तिच्यात गाळाचे प्रमाण <०.२~०.३%, कोनीय गुणांक <१.३५~१.४७ आणि पाण्याचे प्रमाण <६% असते.
इतर कामांसाठी क्वार्ट्ज वाळू
सिरॅमिक क्षेत्र: सिरॅमिक्सच्या उत्पादनात वापरल्या जाणाऱ्या क्वार्ट्ज वाळूमध्ये SiO2 चे प्रमाण 90% पेक्षा जास्त, Fe2O3 चे प्रमाण 0.06~0.02% असते आणि त्याची अग्निरोधकता 1750 ℃ पर्यंत पोहोचते. कणांच्या आकाराची श्रेणी 1~0.005mm आहे.
उच्च तापमान सहन करणारे पदार्थ: SiO2 ≥ 97.5%, Al2O3 ∈ 0.7~0.3%, Fe2O3 ∈ 0.4~0.1%, H2O ≤ 0.5%, स्थूल घनता 1.9~2.1g/m3, रेखीय स्थूल घनता 1.75~1.8g/m3, कणांचा आकार 5.1~0.021mm.
धातुशास्त्र क्षेत्र:
2. अपघर्षक वाळू: या वाळूला चांगला गोलाकारपणा असतो, कडा आणि कोपरे नसतात, कणांचा आकार 0.8~1.5मिमी असतो, SiO2 ＞ 98%, Al2O3 ＜ 0.72%, Fe2O3 ＜ 0.18%.
2. सँड ब्लास्टिंग: रासायनिक उद्योगात गंज काढण्यासाठी अनेकदा सँड ब्लास्टिंगचा वापर केला जातो. SiO2 ＞ 99.6%, Al2O3 ＜ 0.18%, Fe2O3 ＜ 0.02%, कणांचा आकार 50~70 मेश, गोलाकार कणांचा आकार, मोह्स कठीणता 7.
अपघर्षक क्षेत्र: अपघर्षक म्हणून वापरल्या जाणाऱ्या क्वार्ट्ज वाळूसाठी गुणवत्तेच्या आवश्यकता SiO2 ＞ 98%, Al2O3 ＜ 0.94%, Fe2O3 ＜ 0.24%, CaO ＜ 0.26% आणि कणांचा आकार 0.5~0.8mm आहे.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०४-फेब्रुवारी-२०२३