Høy-ren kvarts

Slike konsentrater representerer kvartssand (kornstørrelse < 1mm) som inneholder mindre enn 30-50 ppm (0,003-0,005 vekt %) av andre grunnstoffer enn silisium og oksygen som kvartsen (SiO2) er bygget opp av. Dette tilsvarer mindre enn 30-50 gram forurensninger i en million gram kvartskonsentrat. Disse grenseverdiene for hva som betegnes HRK varierer noe med anvendelsesområdene for kvartsen. Konsentratene fremstilles ved knusing, maling og rensing av kvartsmasser og kvarts-rike bergarter som brytes i dagbrudd og underjordsgruver. Forekomster som hovedsakelig består av høy-rene kvartskorn med mindre enn 10 ppm Ti og 25 ppm Al, og som egner seg for utvinning har relativt liten utbredelse i naturen og er derfor vanskelig å finne. 

Urenheter i kvarts 

Væskeinneslutninger (venstre) og inneslutninger av rutilnåler (til høyre) i kvarts. Urenheter i kvartsmassen som det skal fremstilles høyrene kvartskonsentrater av omfatter væskeinneslutninger (spesielt høyt innhold i melkekvarts), sammenvoksninger med andre mineraler (f.eks. rutil, feltspat, glimmer) eller fremmede ioner (sporelementer) i kvartskornenes krystallgitter. Hvert ledd i en renseprosess som har til hensikt å fjerne disse forurensingene vil føre til tilsvarende økte fremstillingskostnader for de høyrene kvartsproduktene. Dette betyr at det rent økonomisk er en fordel å bryte og prosessere kvartsmasser som fra naturens side har et lavt innhold av forurensinger. 

Kvartsatomgitteret består av et nettverk av SiO4 -tetraedere. Forurensende grunnstoffer (sporelementer) fortrenger silisium (Si) og fyller hulrom i strukturen slik at det blir ladningsbalanse. Tegnet etter Bragg, W.L. 1937: Atomic structure of minerals. Cornell University Press Prosesseringsgraden reflekteres også i prisforskjellene mellom kvartsprodukter av ulike kvaliteter. Kvarts av lav kvalitet som brukes av stålverkene og silisiumindustrien koster 15-40 USD/tonn, mens høyrene kvartskonsentrater koster 600 USD/tonn eller mer. Verdens største produsent av høyren kvarts er Unimin Cooperation, USA, som utvinner kvarts fra pegmatittiske granitter (alaskitter) i Spruce Pine-distriktet i North Carolina. Dette selskapet produserer ulike kvaliteter som er satt som standarder for høyren kvarts på verdensbasis (Tabell 1). Globalt omsettes det ca 30 000 tonn høyrene kvartskonsentrater per år.

Innhold av sporelementer i høyrene kvartsprodukter som selges på verdensmarkedet og potensielt høyrene kvartsforekomster i Norge:

* Data fra Norwegian Crystallites 23.11.2009
** Iota - Høyren kvarts produsert av Unimin
*** Laser ablasjons-ICP-MS-analyser av potensielle høyrene kvartsforekomster gjort ved NGU