China Powder Network News Le quartz est l’un des minéraux les plus courants dans la nature. C’est le nom scientifique d’un groupe de minéraux composés de dioxyde de silicium (SiO2). Il est largement utilisé dans les industries traditionnelles telles que le verre, la construction et la décoration en pierres précieuses. Depuis les années 1960, les technologies émergentes telles que les ordinateurs, les nouveaux matériaux et les nouvelles énergies ont mis en avant des exigences plus élevées pour la pureté des produits à quartz, et le concept de quartz de haute pureté est né.
Crédit image : Pexels
Le quartz de haute pureté est un matériau de base irremplaçable dans le processus de développement des industries stratégiques nationales et des industries piliers. Il est indispensable et irremplaçable pour les industries de haute technologie telles que les puces semi-conductrices, le solaire photovoltaïque, les communications par fibre optique, l’aérospatiale, l’optique de précision et le verre spécial. Les matériaux fonctionnels importants sont les ressources minérales qui sont vraiment « coincées dans le cou ». Dans la nature, bien que le quartz soit largement distribué, le quartz de haute pureté avec une grande pureté est très rare.
1 Qu’est-ce que le quartz de haute pureté?
Le quartz de haute pureté est formé naturellement (comme le cristal) ou purifié et traité à partir de matières premières de quartz relativement pures. En raison des différentes exigences de qualité du quartz dans différentes industries, il n’existe pas de norme de qualité uniforme pour le quartz de haute pureté dans le monde aujourd’hui.
Selon les exigences de qualité du verre de quartz utilisé dans les industries des semi-conducteurs et du photovoltaïque, certains chercheurs en Norvège et aux États-Unis estiment que la teneur totale en impuretés du quartz devrait être inférieure à 50 parties par million, c’est-à-dire que la pureté du SiO2 doit atteindre plus de 99,995% pour être appelée quartz de haute pureté. Certains chercheurs de mon pays croient que le quartz d’une pureté de 99,9% ou plus de 99,99% de SiO2 est du quartz de haute pureté.
Crédit d’image : Pacific Quartz
D’une manière générale, plus la pureté du quartz est élevée, plus la teneur en éléments d’impureté est faible et meilleure est la qualité. En effet, le quartz de haute pureté possède de meilleures propriétés telles que la résistance à haute température, la résistance à la corrosion, la faible dilatation thermique, l’isolation élevée et la transmission de la lumière, ce qui peut répondre aux exigences de qualité des industries de haute technologie telles que les puces semi-conductrices, le solaire photovoltaïque et l’optique de précision.
2 L’importance stratégique du quartz de haute pureté
Dès 2011, le Bureau général du Conseil des Affaires d’Etat a publié le Plan d’action stratégique pour les percées en prospection minière (2011-2020), qui identifiait clairement le quartz de haute pureté comme des minéraux requis par les industries émergentes stratégiques. Le quartz de haute pureté et ses matières premières sont également mentionnés à plusieurs reprises dans l’édition 2017-2019 du « Key New Materials First Batch Application Demonstration Guidance Catalog ». Des documents pertinents tels que « Plan de développement de l’industrie des matériaux de construction (2016-2020) », « Lignes directrices pour le développement de technologies communes clés dans l’industrie (2017) », « Catalogue d’orientations sur l’ajustement de la structure industrielle (2019) » et « Catalogue de l’industrie pour encourager l’investissement étranger (2019) » soutiennent également vigoureusement le développement du quartz de haute pureté. En 2020, les « Avis directeurs sur l’expansion des investissements dans les industries émergentes stratégiques pour cultiver et renforcer un nouveau pôle de croissance » publié conjointement par les quatre ministères et commissions doivent également clairement se concentrer sur les domaines industriels clés et accélérer le développement de matériaux clés, de puces clés, de composants haut de gamme et d’autres technologies de base. Attaquer. Le quartz de haute pureté et ses matières premières sont étroitement liés à ces champs. À l’heure actuelle, certaines technologies de base liées au quartz de haute pureté n’ont pas encore fait de percées. Il est nécessaire d’élever les technologies de base liées au quartz de haute pureté dans la perspective de la stratégie nationale visant à s’attaquer aux problèmes clés.
Crédit image : Pexels
En outre, le risque d’approvisionnement en quartz de haute pureté et en ses matières premières en Chine est relativement élevé. D’une part, ses ressources sont principalement concentrées dans la production étrangère et la part de la production nationale est relativement faible. Avec l’avancement continu du Made in China 2025, la contradiction entre l’offre et la demande de quartz de haute pureté et de ses matières premières deviendra également plus importante; d’autre part, en raison de la situation politique. Son canal commercial connaît une grande insécurité et l’approvisionnement en quartz de haute pureté et en matières premières sera confronté à d’énormes risques à l’avenir. Du point de vue de la valeur économique, ce type de ressources joue un rôle important dans le développement des industries émergentes stratégiques de mon pays. Bien que la proportion ne soit pas élevée, si l’offre de ces ressources est limitée, cela affectera directement le développement efficace et ordonné des industries émergentes stratégiques.
3 Préparation de quartz de haute pureté
Il existe trois principaux types de méthodes de préparation pour le quartz de haute pureté, à savoir le broyage naturel des cristaux, la purification en profondeur des minéraux de quartz et le traitement et la synthèse chimiques.
3.1 Broyage des cristaux naturels
Le quartz de haute pureté a été obtenu à l’origine par purification profonde à partir de cristaux naturels primaires et secondaires. Le processus de préparation du sable de quartz de haute pureté à partir de cristaux naturels est relativement simple. Le minerai cristallin brut est broyé, séparation magnétique, flottation, lixiviation acide, séchage et torréfaction pour obtenir du quartz fini. sable.
Cependant, à l’heure actuelle, les ressources en cristaux de mon pays se raréfient progressivement et le coût augmente de plus en plus; et le processus de production a une teneur élevée en impuretés, une consommation d’énergie élevée et une mauvaise stabilité de la qualité du produit. À l’heure actuelle, les cristaux primaires et secondaires de quartz purifié de haute pureté dans mon pays proviennent principalement de la mer de Chine orientale, du Jiangsu, et le prix unitaire est d’environ 30,0 ~ 40,0 yuans / kg, et l’extraction de cristaux primaires et secondaires à grande échelle dans cette région est fondamentalement épuisée.
3.2 Purification en profondeur des minéraux de quartz
En raison des avantages du faible prix des minéraux de quartz naturels, des ressources relativement abondantes et de la faible pollution dans le processus de préparation, le sable de quartz de haute pureté est actuellement principalement purifié à partir de minéraux de quartz.
La purification en profondeur des minéraux de quartz consiste principalement à éliminer une quantité faible ou infime d’impuretés et à obtenir du quartz de haute pureté. Selon le niveau actuel de la technologie, les gens peuvent purifier le quartz de haute pureté à partir de ressources minérales telles que le quartz veineux, le quartzite, le quartz en poudre et la pegmatite, et même des résidus de certaines mines de métaux. Parmi les nombreux gisements minéraux de quartz, la pegmatite de granit est le minéral le plus idéal pour purifier le quartz de haute pureté.
Cependant, la distribution mondiale des matières premières qui peuvent être transformées en quartz de haute pureté est moins distribuée et inégale.
3.3 Procédé de traitement chimique du quartz de haute pureté
Au cours des dernières années, la recherche sur la préparation de quartz de haute pureté par synthèse chimique a progressivement attiré l’attention au pays et à l’étranger. À l’heure actuelle, les méthodes de traitement chimique du quartz de haute pureté comprennent principalement la méthode de synthèse en phase gazeuse, la méthode de précipitation chimique, la méthode sol-gel et la méthode d’hydrolyse en phase liquide du tétrachlorure de silicium.
À l’heure actuelle, les principaux producteurs mondiaux de matériaux de quartz synthétique de haute pureté comprennent Corning Corporation des États-Unis, Heraeus d’Allemagne, Tosoh Corporation du Japon, Shin-Etsu Quartz Corporation du Japon et Philippine en Chine.
4 Situation actuelle du quartz de haute pureté dans mon pays
En raison de la particularité des matières premières et du secret technique, la production et l’exportation de quartz de haute pureté et de ses matières premières sont fortement concentrées dans quelques pays et entreprises du monde. Parmi eux, les technologies et produits de transformation et de purification haut de gamme sont principalement maîtrisés par des pays développés tels que les États-Unis. Le quartz haut de gamme de haute pureté dépend principalement des importations.
En 2019, le volume mondial des importations de quartz de haute pureté était de 205 400 t, dont la Chine a importé 144 500 t, ce qui en fait le plus grand importateur mondial de quartz de haute pureté, représentant 70,35% des importations mondiales totales. Sur le marché chinois du quartz synthétique de haute pureté, les produits de quartz synthétique de haute pureté de Corning représentaient la proportion la plus élevée, atteignant 33,4%; L’allemand Heraeus représentait 21,0 % du marché chinois du quartz synthétique de haute pureté ; Les produits de quartz synthétique de haute pureté de la société japonaise Tosoh Corporation représentaient 33,4%. Les produits représentent 16,9% du marché intérieur; le quartz synthétique de haute pureté de la société nationale Feilihua représente actuellement environ 9,8% du marché intérieur.
La qualité des produits en quartz de haute pureté est contrôlée par la qualité des ressources en matières premières de quartz de haute pureté. À l’heure actuelle, il n’y a pas beaucoup d’exploration et d’évaluation des matières premières de quartz de haute pureté dans mon pays. Jusqu’à présent, aucun gisement de matière première de quartz de haute pureté à grande échelle et stable n’a été trouvé, et il est impossible de fournir des matières premières de quartz de haute pureté avec une qualité stable pour les entreprises de production. La capacité de production de quartz de haute pureté dans mon pays ne peut pas répondre aux besoins du marché, et la contradiction entre l’offre et la demande deviendra progressivement importante.
5 Applications de quartz de haute pureté
Les industries et les domaines tels que les semi-conducteurs, les communications optiques, le photovoltaïque, l’optique et les sources lumineuses électriques sont des domaines importants qui soutiennent le développement d’industries émergentes stratégiques. Ce sont des garanties importantes pour la construction de grands projets, l’amélioration des moyens de subsistance de la population et la consolidation de la défense nationale et des industries militaires. Ils occupent une place importante dans la construction de l’économie nationale. , Le quartz de haute pureté est largement utilisé dans ces industries et champs, et est une ressource minérale rare et commune à haute valeur ajoutée requise par ces champs.
Principaux domaines d’application des produits à quartz de haute pureté
Note: (1) signifie une teneur en SiO2 de 99,995%; (2) teneur en SiO2 de 99,998 %.
Source de référence :
[1] Wang Ziguo. Réflexions sur l’aménagement stratégique de l’industrie du quartz de haute pureté de mon pays. China Mining. 2021.
[2] Wang Jiuyi. Quartz de haute pureté – le « panda géant » en silice. Terre. 2022.
[3] Limu Information Consulting. « Aperçu du développement du marché de l’industrie chinoise du quartz synthétique de haute pureté en 2022 »
[4] Hao Wenjun, et al. Statut, production, consommation et modèle commercial des ressources mondiales de quartz de haute pureté. Guide de l’industrie minière non métallique en Chine. 2020.
[5] Li Guanghui, et al. Analyse et suggestion de la matière première de quartz de haute pureté en tant que minéral stratégique. Guide de l’industrie minérale non métallique en Chine. 2020.
[6] Wang Ziguo, et al. Analyse des causes des fluctuations des prix du quartz dans mon pays. Géologie du charbon en Chine. 2021.
[7] Yan Lingya, et al. Situation actuelle et situation de l’offre et de la demande de développement et d’utilisation des ressources de quartz de haute pureté en Chine. Information sur les terres et les ressources. 2020.
[8] Li Aimin, et al. Technologie de préparation et application de quartz de haute pureté. Équipement non ferreux. 2021.
(Édité par China Powder Network/Xingyao)
Remarque: Les images ne sont pas destinées à un usage commercial, veuillez informer et supprimer s’il y a une infraction!