Кварц – один из самых распространенных в природе породообразующих минералов. В настоящее время к видам кремнистого сырья, которые можно использовать, в основном относятся жильный кварц, кварцевый песчаник, кварцит, природный кварцевый песок, порошковый кварц, кристаллический и гранитный пегматит (в основном используемый для переработки кварца высокой чистоты).
Характеристики и направления применения кварцевых руд из разных типов горных пород различны.
(1) Жильный кварц в основном образован магматическими гидротермальными флюидами, богатыми кремнием, или метаморфическими гидротермальными флюидами, заполняющими трещины. Обычно содержание SiO2 в жильной кварцевой руде высокое, достигающее более 98%, с низким содержанием примесей, таких как Fe, простым минеральным составом и хорошей перерабатываемостью руды. Некоторые жильные кварцы могут соответствовать требованиям кварцевого сырья высокой чистоты после очистки и обработки, но жильный кварц имеет высокую твердость и относительно небольшой размер рудного тела. Поэтому жильный кварц в основном используется в качестве сырья для производства высококачественного стекла, микропорошка кремния, технического кремния, кварца высокой чистоты и другой продукции с высокой добавленной стоимостью.
(2) Кварцевый песчаник — это тип осадочной породы, образованной различными материнскими породами (такими как гранит, гранитный пегматит, жильный кварц и т. д.) после выветривания, эрозии, транспортировки, отложения и цементации. Во время эрозии и транспортировки кварцевого песчаника большинство выветриваемых минералов подвергаются естественному выветриванию и эрозии, поэтому общее содержание SiO2 в руде кварцевого песчаника относительно высокое, обычно >90%. В кварцевом песчанике кварц является основным минералом породы, а слюда, полевой шпат, рутил, глинистые минералы и т. д. — второстепенными минералами. Поскольку кварцевый песчаник образуется в результате эрозии и транспортировки нефтематеринских пород разного качества, частицы кварца разного качества «перемешиваются» между собой. В процессе цементации и формирования горных пород глинистые минералы также легко цементируются или существуют в кварцевых трещинах или впадинах, которые нелегко удалить. Таким образом, верхний предел общей обработки и очистки кварцевого песчаника ограничен, и его трудно переработать в кварц высокой чистоты. Тем не менее, содержание руды здесь высокое, крупномасштабное и легко добываемое. Он широко используется в производстве стекла, керамики, металлургии, огнеупорных материалов, плит и других отраслях массового применения.
(3) Кварцит образуется из кварцевого песчаника или кремнистой породы после метаморфизма и перекристаллизации. Содержание SiO2 в кварцитовой руде составляет >85%. В кварцитах минералы разных уровней метаморфизма, такие как полевой шпат, слюда, хлорит, роговая обманка, андалузит, часто связаны с минералами кварца или заключены в кварцевые минералы. Кварцит часто тверже кварцевого песчаника. Он обладает характеристиками высокого содержания руды, крупномасштабной и легкой добычи. Он широко используется в стекле, керамике, металлургии, песке для гидроразрыва нефти, химической промышленности, механическом литье и других отраслях промышленности.
(4) Природный кварцевый песок – это нецементированный кварцевый песок, полученный морским (или речным, или озерным) транспортом. Содержание SiO2 в руде составляет >90% и содержит небольшое количество полевого шпата, слюды, турмалина, обломков горных пород и т. д. Природный кварцевый песок отличается легкостью добычи, умеренным размером частиц и хорошим угловым коэффициентом. Он в основном используется в металлургии, керамике, литейном песке, песке для гидроразрыва нефти и других отраслях промышленности.
(5) Порошковый кварц – это мелкозернистый кварц, образовавшийся в результате выветривания кремнистого известняка или кремнистой породы. Содержание SiO2 в руде >95%. Кварцевый порошок обладает характеристиками высокого содержания руды, легкостью дробления и стабильным качеством. В основном он используется в износостойких материалах, кремниевом микропорошке, огнеупорных материалах, керамике, пластинах и других областях.
(6) Кристалл – разновидность кварца, полученная в виде кристаллов SiO2. Кристаллы часто имеют разные цвета из-за присутствия разных ионов. Например, когда Si4+ в кристаллической решетке заменяется Fe3+, он приобретает фиолетовый и другие цвета. Кристаллические рудники небольшие по размеру, их трудно добывать, и они имеют нестабильный минеральный состав. В настоящее время они в основном используются в пьезоэлектрических кристаллах, оптике, природных украшениях и других областях.
(7) Гранитный пегматит в основном образован гранитной магмой, богатой летучими веществами, на поздней стадии эволюции магмы. Поскольку затраты на добычу и дробление пегматита значительно выше, чем у другого кремнистого сырья, кварц высокой чистоты в настоящее время производят в основном из кварцевых минералов в пегматите, образующихся в особых условиях. В настоящее время это самый важный тип кварцевой руды высокой чистоты в мире.