Método de purificación de arena de cuarzo

El cuarzo es un material básico en la producción industrial. Su uso más sencillo incluye aplicaciones como filtro y absorbente, arena de fundición, relleno o abrasivo, entre otros. En algunas industrias de alta tecnología, la aplicación del cuarzo también es muy extensa e importante, como en la producción y fabricación de cuarzo ultrapuro y de alto valor añadido, especialmente fibras ópticas y silicio monocristalino, que se utilizan en la industria electrónica y en células fotovoltaicas. Además, existe una categoría especial de material de laboratorio para química sintética y analítica, ambos con un alto valor.

En la actualidad, la calidad de las materias primas de arena de cuarzo es cada vez menor. Para satisfacer las necesidades del sector, es posible mejorar su calidad mediante procesos de beneficio. A continuación se presentan los principales métodos de purificación.

1. Lavado por frotación

El lavado por frotación consiste en eliminar el hierro en forma de película fina, los minerales adheridos y las impurezas arcillosas presentes en la superficie de la arena de cuarzo, utilizando fuerzas mecánicas y la acción abrasiva entre los granos de arena. Este proceso también desintegra los agregados minerales no consolidados, permitiendo una mayor purificación de la arena de cuarzo gracias al efecto de clasificación. Actualmente, los métodos más comunes son el lavado con barras y el lavado mecánico. Los factores principales que influyen en la eficacia del lavado son las características estructurales y la configuración del equipo de lavado. Otro factor determinante es el tiempo de lavado y la concentración de sólidos (generalmente entre el 50% y el 60%).

2. Separación magnética

La separación magnética se utiliza principalmente para eliminar los minerales magnéticos presentes en la arena de cuarzo. Por ejemplo, los minerales débilmente magnéticos como la hematita, la limonita y la biotita pueden ser removidos mediante un separador magnético de alta intensidad, mientras que los minerales fuertemente magnéticos como la magnetita se eliminan utilizando un separador magnético de baja intensidad.

3. Flotación

La flotación se utiliza para eliminar ciertas impurezas que no pueden ser removidas mediante separación magnética, como el feldespato y la mica presentes en la arena de cuarzo, con el fin de mejorar aún más su pureza.

4. Lixiviación ácida

La lixiviación ácida aprovecha la insolubilidad del cuarzo en ácidos (excepto el ácido fluorhídrico, HF), mientras que otros minerales de impureza sí son solubles en medio ácido, lo que permite lograr una purificación adicional del cuarzo.

5. Lixiviación microbiana

Consiste en el uso de microorganismos para lixiviar el hierro en forma de película fina o hierro impregnado presente en la superficie de las partículas de arena de cuarzo. Se trata de una tecnología de eliminación de hierro de reciente desarrollo.