حجر الطبيعة السحري – الكوارتز

كوارتز له تركيبة بسيطة—ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂)، وهو نفس المكون الرئيسي في الزجاج. ولكنه، على عكس الزجاج، أكثر صلابة، بتركيب بلوري يُشكل مناشير سداسية منتظمة. يتمتع الكوارتز بصلابة موس 7، مما يجعله قادرًا على خدش الزجاج، ولكن يسهل تمييزه بالماس (صلابة 10) والكوراندوم (صلابة 9). يحتوي حوالي 20% من صخور الأرض على SiO₂. يمكنك العثور عليه في الحجر الرملي والجرانيت والأردواز وغيرها. يتكون ثلث رمال الشواطئ من حبيبات SiO₂. بفضل مقاومته للعوامل الجوية والتآكل، يحافظ على "لونه الأصلي" حتى بعد ملايين السنين من التآكل.

في ظل ظروف درجات الحرارة والضغط المختلفة، يتخذ الكوارتز أشكالًا وخصائص مختلفة. وتشمل هذه الأشكال ثاني أكسيد السيليكون (α-quartz) منخفض الحرارة، وثاني أكسيد السيليكون (β-quartz) عالي الحرارة، والكوزيت، وكل منها يكشف أسرارًا عن بنية الأرض العميقة والقوة الغامضة للسيليكون.

خصائص الكوارتز

الكوارتز ليس جميلاً فحسب، بل يمتلك أيضاً خصائص رائعة.

التأثير الكهرضغطي: تُولّد بلورات الكوارتز تيارًا كهربائيًا تحت الضغط، وعلى العكس، تتشوه عند مرور تيار كهربائي عبرها. هذه الخاصية هي أساس ساعات SiO₂، أي مُذبذب SiO₂. تتميز هذه الساعات بدقة فائقة، حيث لا يتجاوز معدل الخطأ اليومي 0.5 ثانية.

مقاومة درجات الحرارة العالية: ينصهر الكوارتز عند درجة حرارة ١٧٥٠ درجة مئوية. زجاج SiO₂، المصنوع من هذه المادة، يتحمل التقلبات الشديدة في درجات الحرارة. ويُستخدم في نوافذ مكوك الفضاء ومعدات المختبرات عالية الحرارة.

الخصائص البصرية: الكوارتز النقي شفاف للغاية للأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. يُقلل ثاني أكسيد السيليكون عالي النقاء من خسائر نقل الإشارة في الألياف البصرية.

صناعة أشباه الموصلات: يُعدّ رمل ثاني أكسيد السيليكون عالي النقاء (أكثر من 99.999%) أساسيًا في تصنيع رقائق أشباه الموصلات. ويُستخدم السيليكا البلورية في صناعة حاويات نمو رقائق البلورات وعدسات الطباعة الضوئية، نظرًا لخلوها من الشوائب، مما يمنع تلوث الرقائق.

عالم الكوارتز الملون

يأتي الكوارتز بألوان وأشكال متعددة. من ثاني أكسيد السيليكون الأبيض العادي إلى الجمشت الأرجواني، وثان أكسيد السيليكون الوردي، وثان أكسيد السيليكون الأخضر الشبح، يُمثل كل لون سحر الكوارتز الفريد. وتتنوع أشكاله من جزيئات دقيقة إلى بلورات كبيرة. حتى أن بعض بلورات ثاني أكسيد السيليكون لها أشكال فريدة مثل المنشورات السداسية أو الأهرامات، مما يُظهر عجائب براعة الطبيعة.

تكنولوجيا التعدين ومعالجة الكوارتز

طرق ومعدات التعدين: يمكن استخراج الكوارتز من خلال التعدين السطحي أو تحت الأرض. يُعد التعدين السطحي مناسبًا للمناطق ذات الرواسب الضحلة واسعة النطاق، حيث يُستخرج منه كميات كبيرة من الخام بسرعة من خلال التفجير والحفر. أما التعدين تحت الأرض، فيُستخدم للرواسب العميقة غير المناسبة للاستخراج السطحي. يتطلب التعدين معدات متخصصة متنوعة، مثل الحفارات، واللوادر، والكسارات.

المعالجة ومراقبة الجودة: تتضمن معالجة الكوارتز خطوات مثل التكسير والطحن والغسل والتجفيف والغربلة. وتستخدم معدات متخصصة متنوعة، مثل الكسارات، مطاحن الكراتتُستخدم الغسالات في هذه المراحل. يُعدّ ضبط الجودة أمرًا بالغ الأهمية طوال العملية، بما في ذلك اختبار المواد الخام، والمراقبة أثناء الإنتاج، وفحص المنتج النهائي.

حماية البيئة والتنمية المستدامة: يُنتج تعدين الكوارتز ومعالجته غازات نفايات ومياه صرف صحي. ولتقليل الأثر البيئي، نستخدم تقنيات متطورة لمعالجة الغاز ومعالجة مياه الصرف الصحي. علاوة على ذلك، تُسهم جهود إعادة تدوير المواد وتحسين كفاءة الطاقة في تقليل انبعاثات الكربون. على سبيل المثال، يُقلل استخدام المواد الخام والمواد المضافة المُعاد تدويرها من الحاجة إلى استخراج موارد جديدة. كما تُحسّن عمليات الإنتاج باستمرار لتحسين استخدام الطاقة وتقليل الانبعاثات.

مسحوق ملحمي

يُعد الكوارتز مادة أساسية في مختلف الصناعات بفضل خصائصه الفريدة، بدءًا من مقاومته لدرجات الحرارة العالية ووصولًا إلى قدراته الكهروضغطية. يتطلب استخلاص ومعالجة ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂) معدات متخصصة وإجراءات صارمة لمراقبة الجودة. تُعد معدات الطحن والتصنيف المتطورة من شركة Epic Powder، بما في ذلك مطاحن النفث ومطاحن الكرات، مثالية لإنتاج مساحيق كوارتز عالية النقاء بأحجام جزيئات دقيقة. وبفضل تقنيات Epic Powder المتطورة، يُمكن تحسين منتجات ثاني أكسيد السيليكون لتلبية متطلبات صناعات مثل أشباه الموصلات والفضاء والبصريات، مما يضمن الجودة والكفاءة في المنتج النهائي.