ความบริสุทธิ์ของควอตซ์คืออะไร และจะวัดและปรับปรุงความบริสุทธิ์ของควอตซ์ได้อย่างไร?

ความบริสุทธิ์ของควอตซ์หมายถึงปริมาณของซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO2) ในควอตซ์มักจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ ปริมาณ SiO2 ของควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงสูงกว่า 99.95% ในขณะที่ปริมาณ SiO2 ของทรายควอตซ์ธรรมดาค่อนข้างต่ำ

วิธีการวัดความบริสุทธิ์ของควอตซ์รวมถึงการใช้การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ (XRD) สเปกโทรสโกปีการปล่อยพลาสมาแบบเหนี่ยวนำคู่ (ICP-MS) กล้องจุลทรรศน์อเนกประสงค์แบบส่งผ่าน/แสงสะท้อน กล้องจุลทรรศน์โพลาไรซ์ หัววัดอิเล็กตรอน การปล่อยพลาสมาแบบเหนี่ยวนำคู่ สเปกโทรสโกปี (EPMA) เลเซอร์รามันสเปกโทรสโกปี (LRM) และขั้นตอนไมโคร-ไมโคร-เทอร์มอล และวิธีการวิเคราะห์อื่นๆ วิธีการเหล่านี้สามารถวิเคราะห์สถานะการเกิดการรวมตัวของของแข็งและของเหลวในควอตซ์และการกระจายตัวขององค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ในโครงตาข่ายอย่างเป็นระบบ เพื่อกำหนดความบริสุทธิ์ของควอตซ์ได้อย่างแม่นยำ

วิธีการปรับปรุงความบริสุทธิ์ของควอตซ์ส่วนใหญ่รวมถึงการคัดแยกทางกายภาพ การบำบัดทางเคมี และการบำบัดความร้อน ในกระบวนการคัดแยกทางกายภาพ สิ่งเจือปนของแร่อิสระ สิ่งเจือปนของแร่ธาตุที่ฝังแน่น และสิ่งสกปรกที่รวมอยู่ในควอตซ์สามารถกำจัดออกได้โดยการแยกด้วยแม่เหล็ก การลอยอยู่ในน้ำ และวิธีการอื่น ๆ ในแง่ของการบำบัดทางเคมี การชะล้างด้วยกรดผสม การชะล้างด้วยอัลคาไลน์ และวิธีการอื่นๆ สามารถใช้เพื่อกำจัดสิ่งเจือปนได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยใช้ประโยชน์จากความแตกต่างของความสามารถในการละลายของแร่ธาตุเจือปนต่างๆ ภายใต้สภาวะเฉพาะ การอบชุบด้วยความร้อน เช่น การคั่วแบบสุญญากาศและการเผาเป็นวิธีสำคัญในการปรับปรุงความบริสุทธิ์ของควอตซ์ การบำบัดที่อุณหภูมิสูงสามารถเปลี่ยนพารามิเตอร์เซลล์ของหน่วยควอตซ์ และส่งเสริมการระเหยหรือการเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์บางอย่าง ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความบริสุทธิ์ของควอตซ์

ตัวอย่างเช่น โดยการปรับกระบวนการทำให้บริสุทธิ์แบบรวมการคั่วแบบสุญญากาศ-ร้อนด้วยความดันให้เหมาะสม จึงสามารถเตรียมควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงพิเศษที่มีปริมาณ SiO2 99.996wt% ได้ นอกจากนี้ การใช้จุดเดือดสูงของกรดซัลฟิวริกเข้มข้นสำหรับแรงดันปกติและการชะล้างกรดที่อุณหภูมิสูงยังสามารถปรับปรุงความบริสุทธิ์ของควอตซ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และรับผลิตภัณฑ์ทรายควอตซ์ที่มีปริมาณ SiO2 มากกว่า 99.8%