Thạch anh độ tinh khiết cao (HPQ) là nguyên liệu thạch anh thô có hàm lượng SiO₂ cực cao và tạp chất rất thấp. Hàm lượng SiO₂ yêu cầu thường vượt quá 99,99%. Nhờ độ ổn định nhiệt tuyệt vời, hệ số giãn nở nhiệt rất thấp và độ tinh khiết cực cao, HPQ được sử dụng rộng rãi trong các ngành bán dẫn, quang điện, màn hình mới, truyền thông quang học và các sản phẩm thủy tinh thạch anh cao cấp. Nó thường được gọi là "vàng của vật liệu thạch anh".
Từ màn hình điện thoại di động đến ống kính vệ tinh, từ xe năng lượng mới đến tàu vũ trụ, HPQ đóng vai trò quan trọng. khoáng sản, với độ tinh khiết hơn 99,5%, có ba “siêu năng lực”:
- Khả năng chịu nhiệt cao: Điểm nóng chảy của nó là gần 1750°C, cao hơn 500°C so với dung nham núi lửa.
- Cách nhiệt siêu tốt: Độ dày 1 cm có thể chịu được điện áp cao 250.000 vôn.
- Độ trong suốt tuyệt vời: Độ truyền sáng của nó vượt quá 99%.
Tuy nhiên, việc sản xuất HPQ không chỉ đơn thuần là khai thác. Nó đòi hỏi nhiều quy trình phức tạp như nghiền, xay, phân loại và tinh chế. Trong đó, nghiền là khâu quan trọng nhất. Thiết bị nghiền phù hợp không chỉ quyết định chất lượng... kích thước hạt sự phân bố bột thạch anh mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả tinh chế và hiệu suất vật liệu.
Tầm quan trọng của việc nghiền trong sản xuất thạch anh có độ tinh khiết cao
- Kiểm soát kích thước hạt: HPQ yêu cầu nghiêm ngặt kích thước hạt. Nó thường được kiểm soát ở cấp độ micron hoặc thậm chí dưới micron. Kích thước hạt càng đồng đều thì hiệu suất trong các ứng dụng quang học và điện tử càng ổn định.
- Loại bỏ tạp chất: Giảm thiểu ô nhiễm kim loại trong quá trình mài cơ học là một thách thức cốt lõi. Nó đòi hỏi vật liệu chống mài mòn đặc biệt và hệ thống khép kín.
- Kích hoạt bề mặt: Nghiền siêu mịn làm tăng diện tích bề mặt riêng. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chiết axit và tinh chế tuyển nổi tiếp theo.
Ví dụ, máy nghiền phản lực công nghệ Phương pháp này có những ưu điểm độc đáo trong quá trình xử lý HPQ. Nó sử dụng luồng khí tốc độ cao để tăng tốc các hạt, khiến chúng va chạm và nghiền vào nhau. Phương pháp này tránh tiếp xúc trực tiếp giữa các bộ phận cơ khí và vật liệu. Nhờ đó, nó giảm đáng kể tạp chất, rất lý tưởng cho sản xuất HPQ.
Máy phân loại không khí cũng không thể thiếu trong quá trình xử lý HPQ. Bằng cách kiểm soát chính xác tốc độ và hướng dòng khí, chúng phân tách các hạt thạch anh theo kích thước. Các hạt quá khổ và hạt mịn dư thừa được loại bỏ. Điều này cải thiện chất lượng và độ đồng nhất tổng thể.
Các kịch bản ứng dụng cốt lõi của thạch anh có độ tinh khiết cao
Sản xuất chất bán dẫn
- Các tấm wafer 12 inch cần sử dụng nồi nung thạch anh loại 4N.
- Thấu kính thạch bản đòi hỏi phải có thủy tinh thạch anh với các bọt khí bên trong nhỏ hơn 5 μm.
- Năm 2024, dây chuyền sản xuất của YMTC tiêu thụ hơn 20 tấn sản phẩm HPQ mỗi tháng.
Ngành năng lượng mới
- Tuổi thọ của lò nung thạch anh quyết định hiệu quả phát triển thanh silicon trong lò quang điện.
- Mỗi 1 GW công suất năng lượng mặt trời cần khoảng 300 bộ linh kiện thạch anh.
- Sợi thạch anh được sử dụng làm vật liệu gia cố cho các bể chứa hydro.
Quân sự và hàng không vũ trụ
- Vật liệu composite sợi thạch anh làm giảm trọng lượng đầu tên lửa xuống 30%.
- Con quay hồi chuyển thạch anh vệ tinh đạt độ chính xác 0,001°/h.
- Cửa sổ thạch anh dò tìm dưới biển sâu chịu được áp suất nước 100 MPa.
Giải pháp bột Epic
Với hơn 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực chế biến bột siêu mịn, Epic Powder đã phát triển hệ thống nghiền và phân loại hiệu quả và ít ô nhiễm cho HPQ:
- máy nghiền bi và dòng phân loại: Thích hợp cho sản xuất hàng loạt bột thạch anh siêu mịn. Lớp lót gốm và vật liệu có độ tinh khiết cao giúp giảm thiểu ô nhiễm sắt.
- Máy nghiền phản lực: Sử dụng luồng khí tốc độ cao và va chạm hạt để mài. Tránh nhiễm bẩn do mài mòn kim loại.
- Máy phân loại không khí Mill: Kiểm soát chính xác sự phân bố kích thước hạt, từ vài micron đến hàng trăm micron.
- Sửa đổi bề mặt hệ thống: Phủ hoặc biến đổi bột thạch anh, cải thiện khả năng tương thích và phân tán của nó trong nhựa và cao su silicon.
Việc sản xuất HPQ không chỉ là một thách thức trong khoa học vật liệu mà còn là một bài kiểm tra toàn diện về thiết kế thiết bị và kiểm soát quy trình. Với hệ thống nghiền tiên tiến và kinh nghiệm kỹ thuật phong phú, Epic Powder cung cấp các giải pháp hiệu quả, thân thiện với môi trường và đáng tin cậy. Những cải tiến này hỗ trợ toàn bộ chuỗi công nghiệp HPQ và giúp vật liệu chiến lược này tiếp cận các ứng dụng rộng rãi hơn.