Strategic emerging industries are almost all related to non-metallic minerals and their products. In particular, graphite, fluorspar, pyrophyllite, quartz, these products play an irreplaceable and vital supporting role in new materials. Jet mill pulverization has emerged as a critical enabling technology, providing the necessary precision and purity in particle size reduction to unlock the full potential of quartz, graphite, fluorite, and pyrophyllite in their respective high-tech applications.
Quartzo de alta pureza
High-purity quartz has excellent physicochemical properties. It primarily serves the quartz glass and integrated circuit industries. Its high-end products find wide application in next-generation information technology, high-end equipment manufacturing, and new materials. Since World War II, manufacturers have used quartz to produce electronic components for communication phones and military radios. Globally recognized high-purity quartz raw materials are essential foundations for today’s high-tech products. They are necessary for a country’s sustainable development of high technology. In Germany, ultra-high-purity quartz materials have been classified as strategic resources, thus limiting their export.
A demanda por materiais de quartzo de alta pureza influenciará significativamente as principais indústrias eletrônicas, equipamentos de fabricação inteligentes, materiais inorgânicos não metálicos avançados, fibras e produtos de alto desempenho, materiais compostos, novos materiais de ponta e indústrias como energia eólica e solar, bem como indústrias de eficiência energética.
(1) Aplicações de quartzo de alta pureza em indústrias emergentes estratégicas
Tecnologia da Informação de Nova Geração: Produtos de vidro de quartzo de alto desempenho são usados principalmente para produzir hastes de pré-formas de fibra óptica monomodo e multimodo e tubos de quartzo para circuitos integrados, chips semicondutores e vidros para exibição de informações.
Fabricação de equipamentos de ponta: usados em instrumentos ópticos microscópicos, lentes ópticas e lâmpadas de quartzo.
Novos materiais: As fibras de quartzo podem ser usadas para fabricar bicos de foguetes, dispositivos de proteção térmica aeroespacial, etc. O micropó de silício de grau eletrônico é usado principalmente para encapsulamento e materiais de embalagem em circuitos integrados e componentes eletrônicos.
Nova Energia: Materiais de silício cristalino são usados para produzir células solares.
(2) Situação atual e tendências de desenvolvimento futuro da indústria de quartzo de alta pureza
A China é um grande produtor e consumidor de quartzo de alta pureza. O país é autossuficiente em produtos de médio a baixo custo, exportando alguns, mas ainda dependendo de importações para produtos de alta qualidade. No futuro, a areia de quartzo de alta pureza terá amplas perspectivas de aplicação em indústrias emergentes estratégicas, como cabos de fibra óptica, semicondutores para comunicações eletrônicas, embalagens para fabricação de iluminação LED e novas aplicações de energia solar, com a demanda projetada para crescer a uma taxa de cerca de 10,0%-14,0% entre 2019 e 2030.
A busca por maior pureza é um tema central na indústria do quartzo. Para atender aos rigorosos requisitos de aplicações de alta tecnologia, tecnologias avançadas de processamento, como a pulverização por moinho de jato, são indispensáveis. Este método proporciona uma maneira livre de contaminação para produzir pós de quartzo ultrafinos com distribuição granulométrica consistente, o que é fundamental para a fabricação de vidro de quartzo de alto desempenho usado em semicondutores e fibras ópticas. A adoção dessas técnicas de moagem precisas é fundamental para aprimorar a qualidade do produto e competir no mercado global de quartzo de alta pureza.
2. Grafite
O grafite sempre foi um recurso estratégico indispensável para o desenvolvimento militar e industrial moderno. Ele atende à indústria de veículos de nova energia principalmente na produção de materiais para ânodos de baterias de íons de lítio, novas baterias de energia e supercapacitores. No setor de novas energias, ele possibilita células solares e baterias para armazenamento de energia eólica. A indústria de fabricação de equipamentos de ponta o utiliza para materiais de vedação e moderadores de nêutrons, enquanto o setor de tecnologia da informação de nova geração o aplica em armazenamento de energia de alta capacidade e materiais eletrônicos essenciais. O desenvolvimento do grafeno eleva a utilidade do grafite a novos patamares. No futuro, o grafite e seus produtos serão amplamente utilizados em satélites aeroespaciais, smartphones, tablets, veículos híbridos, carros elétricos e células solares, consolidando seu papel como materiais emergentes estratégicos.
(1) Aplicações de grafite em indústrias emergentes estratégicas
Fabricação de Equipamentos de Alta Qualidade: Utilizado como moderador de nêutrons e material de proteção em reatores de bombas atômicas. A grafite flexível é utilizada na vedação de válvulas de energia atômica; também é utilizada na fabricação de bicos para foguetes de combustível sólido, cones de nariz de mísseis, peças de equipamentos para viagens espaciais, materiais de isolamento térmico e materiais de proteção contra radiação. Enlaces de rádio e materiais estruturais condutores em satélites artificiais.
Nova Energia: Materiais de matriz de combustível resfriados a gás de alta temperatura para energia nuclear requerem grafite em flocos natural 64%. Sua excelente condutividade permite que seja transformado em células solares e baterias de armazenamento de energia para geração de energia eólica, contribuindo para os setores de energia limpa e economizando no consumo de energia.
Veículos de Nova Energia: Os materiais de ânodo de grafite natural são matérias-primas essenciais para baterias de íons de lítio, usando grafite natural para produzir baterias de íons de lítio, novas baterias de energia e supercapacitores para veículos híbridos, veículos elétricos e veículos solares.
Na TI de última geração, baterias de grafite e lítio alimentam estações rádio-base de comunicação, laptops e carregadores de celular. Supercapacitores de grafeno fornecem armazenamento de energia essencial para redes de telecomunicações e dados, além de possibilitar a criação de telas dobráveis. Olhando para o futuro, o grafeno pode revolucionar os chips de computador, potencialmente aumentando a velocidade dos processadores em centenas de vezes. Ele abrirá caminho para a próxima geração de supercomputadores.
Novos Materiais: Cargas funcionais em novos revestimentos e tintas são aplicadas principalmente nas indústrias naval e química, incluindo revestimentos anticorrosivos de grafeno para serviços pesados. Revestimentos inorgânicos de grafeno à base de água; revestimentos em pó inorgânicos de grafeno de última geração; revestimentos condutores de calor de grafeno para panelas antiaderentes e luminárias de LED.
Conservação de energia e proteção ambiental: tratamento de águas residuais, limpeza de resíduos radioativos, etc.
Biologia: Desinfetantes médicos, medicamentos quimioterápicos, sequenciamento de DNA, músculos artificiais e embalagens de alimentos.
(2) Situação atual e tendências de desenvolvimento futuro da indústria de grafite
A grafite é um mineral estratégico na China. Ela tem o potencial de influenciar e alterar a oferta global. No entanto, há um excesso de capacidade de produção de produtos primários e uma oferta insuficiente de produtos de alta qualidade. No futuro, a demanda por grafite em campos tradicionais permanecerá estável, enquanto as indústrias emergentes verão um rápido crescimento na demanda por grafite, impulsionado principalmente pela grafite cristalina.
Até 2030, a demanda por grafite deverá atingir 1,348 milhão de toneladas, com o setor de novas energias respondendo por 50,41 TP3T. Portanto, é essencial fortalecer a gestão dos recursos de mineração e, ao mesmo tempo, aprimorar a tecnologia de processamento profundo de grafite para desenvolver gradualmente produtos de grafite voltados para aplicações de ponta, atendendo às necessidades de indústrias emergentes estratégicas e aumentando a influência internacional.
Pulverização por moinho de jato É particularmente eficaz no processamento de grafite em flocos. Ele pode delaminar e refinar os flocos sem danificar sua estrutura cristalina, preservando assim suas propriedades elétricas e térmicas cruciais. Isso o torna uma tecnologia ideal para a produção de materiais de ânodo de alta qualidade para baterias de íons de lítio e aditivos condutores, essenciais para o setor de veículos de nova energia.
O desenvolvimento do grafeno elevou as aplicações da grafite a um novo patamar. A produção de grafeno de alta qualidade geralmente começa com a esfoliação da grafite em pós finos. Nesse caso, a pulverização por moinho de jato desempenha um papel fundamental como método físico para pré-tratar a grafite natural, criando a matéria-prima ideal para processos subsequentes e eficientes de preparação de grafeno. Essa redução controlada de tamanho é uma etapa crítica para garantir a qualidade e o desempenho do material de grafeno final usado em supercapacitores e displays dobráveis.
3. Fluorita
A fluorita, também conhecida como fluorita, tem como principal componente o fluoreto de cálcio (CaF2). Trata-se de um recurso escasso de classe mundial, semelhante aos elementos de terras raras. A fluorita é uma matéria-prima de flúor, e materiais que a contêm estão entre os novos materiais químicos. Os produtos fluoroquímicos apresentam alto desempenho e valor agregado, conquistando a reputação de uma indústria de ouro e caminhando para se tornarem um recurso raro. Seus produtos e materiais são amplamente utilizados em setores industriais e na vida cotidiana, bem como em setores emergentes estratégicos, como novas energias, biologia, conservação de energia e proteção ambiental.
(1) Aplicações de fluorita em indústrias emergentes estratégicas
No setor de novas energias, películas frontais e de fundo contendo flúor aprimoram os painéis solares, enquanto revestimentos especializados de fluorocarbono protegem as pás de turbinas eólicas. O hexafluorofosfato de lítio atua como eletrólito essencial em baterias de lítio, e membranas de troca iônica perfluoradas são componentes cruciais em células de combustível. Para veículos de novas energias, materiais à base de flúor aprimoram a potência das baterias de lítio e fornecem vedação confiável. A indústria de TI de nova geração utiliza cristais líquidos fluorados e produtos químicos eletrônicos em telas planas, semicondutores e cabos de comunicação. Na biologia, novos intermediários de flúor e reagentes de fluoração eficientes permitem a produção de fármacos avançados. A proteção ambiental depende de membranas de fibra oca de PVDF para tratamento de águas residuais e membranas de filtro de PTFE para remoção de poluentes. Revestimentos de fluorocarbono e graxas de vácuo de perfluoroéter também desempenham um papel importante na construção e em vidros Low-E com eficiência energética. Além disso, os adesivos de fluorosilicone fornecem vedações duráveis em motores automotivos, e outros materiais fluorados de alto desempenho frequentemente aparecem nos processos de produção das indústrias automotiva, aeroespacial e fotovoltaica.
(2) Situação atual e tendências de desenvolvimento futuro da indústria de fluorita
A fluorita é um mineral estratégico para a China. Em 2019, a China alcançou quatro recordes mundiais em fluorita: maior produtora, maior consumidora e maior produtora de fluoroquímicos básicos e ácido fluorídrico. Embora detenha vantagens de mercado, o papel da China continua sendo, em grande parte, o de fornecedora de fluoroquímicos básicos. À medida que as indústrias a jusante se desenvolvem, o consumo de fluorita crescerá cerca de 3,01 TP3T anualmente de 2019 a 2030, atingindo 5,679 milhões de toneladas até 2030.
As recomendações para a indústria fluoroquímica da China incluem o fortalecimento da pesquisa tecnológica para produtos de alta qualidade. No processamento do minério de fluorita em pós finos necessários para reações químicas, a pulverização por moinho de jato oferece vantagens significativas. Sua capacidade de produzir pó de fluorita ultrafino com contaminação mínima e controle preciso de partículas aumenta diretamente a eficiência e o rendimento da produção subsequente de ácido fluorídrico, formando a base material para uma indústria fluoroquímica forte e avançada.
4. Pirofilita
A pirofilita é um mineral de silicato lamelar conhecido por sua estabilidade química, baixa expansão térmica, baixa condutividade térmica, baixa condutividade elétrica, alto isolamento, alto ponto de fusão e boa resistência à corrosão. É uma importante matéria-prima para cerâmicas funcionais, como cerâmicas superduras, eletrocerâmicas de ultra-alta tensão, novos materiais refratários verdes, fibras de vidro de alto desempenho e materiais superduros (diamante sintético). É um material significativo para novas energias, como energia eólica, pás de turbinas e novos materiais funcionais.
Para aproveitar ao máximo essas propriedades em aplicações avançadas, o controle preciso do tamanho das partículas é essencial. A tecnologia de pulverização por moinho de jatos se destaca no processamento de pirofilita em pós finamente controlados, sem a introdução de impurezas. Isso é crucial para a fabricação de fibras de vidro de alto desempenho e serve como um meio de transmissão de pressão consistente e confiável na indústria de diamantes sintéticos, onde a pureza e a uniformidade do material são primordiais.
(1) Aplicações em Indústrias Emergentes Estratégicas:
Fabricação de equipamentos de ponta: Produtos de fibra de vidro que utilizam pirofilita como principal carga são utilizados em blindagens militares, aeroespaciais e de coletes à prova de balas. Revestimentos de pirofilita melhoram a lisura, a brancura e a absorção da superfície, apresentando amplo potencial de aplicação na aviação e no setor aeroespacial.
Nova Energia: Um material importante para novas energias (energia eólica, pás de turbinas) e novos materiais funcionais.
Tecnologia da Informação de Nova Geração: Usado na fabricação de fibras ópticas de vidro, um material essencial na tecnologia de comunicação moderna.
Novos materiais: Produção de esferas de vidro isentas de álcalis e medianamente alcalinas para fibra de vidro. Atua como meio de transmissão de pressão em indústrias de síntese de alta pressão, como a de diamante sintético. Matéria-prima para detergentes e peneiras moleculares.
Biologia: Usado como transportador de pesticidas e inseticidas.
(2) Situação da indústria e tendências futuras:
Indústrias emergentes estratégicas utilizam principalmente pirofilita de alta qualidade para produzir fibras de vidro de alta resistência e materiais superduros, como diamante sintético. A produção de fibra de vidro depende de pirofilita, areia de quartzo e calcário, sendo a pirofilita responsável por mais de 50% do conteúdo. Áreas emergentes, como militar, aeroespacial, blindagem corporal e engenharia naval, utilizam amplamente esses produtos de fibra de vidro de alta resistência. As projeções da indústria indicam uma demanda crescente por pirofilita, com taxas de crescimento anual estimadas de 5,0% a 7,0% entre 2019 e 2030. As recomendações incluem o aumento dos esforços de exploração para encontrar pirofilita de alta qualidade e garantir o fornecimento futuro.
Entre esses quatro minerais não metálicos estratégicos, um ponto em comum para aumentar seu valor é a adoção de tecnologias avançadas de processamento. Investir e aplicar esses métodos avançados de processamento é fundamental para fortalecer toda a cadeia industrial.
Pó épico
À medida que esses minerais estratégicos continuam a impulsionar tecnologias emergentes, a demanda por processamento preciso e consistente só tende a crescer. Máquinas de pó épico, somos o seu parceiro de confiança nesta área. Fornecemos a tecnologia avançada de moagem por moinho a jato necessária para enfrentar esses desafios, apoiando toda a cadeia da indústria, desde a matéria-prima até a aplicação final.