BROKEN HILL, Awstralia – 7 Gorffennaf, 2025– Yn ddwfn yng nghefn gwlad heulog De Cymru Newydd, mae'r daearegwr profiadol Sarah Chen yn syllu'n astud ar sampl craidd newydd ei hollti. Mae'r graig yn disgleirio, bron fel gwydr, gyda gwead siwgrog nodedig. “Dyna'r pethau da,” mae hi'n mwmian, awgrym o foddhad yn torri trwy'r llwch. “99.3% SiO₂. Gallai'r wythïen hon redeg am gilometrau.” Nid yw Chen yn hela aur na phriddoedd prin; mae hi'n chwilio am fwynau diwydiannol sy'n gynyddol hanfodol, ond sy'n aml yn cael ei anwybyddu: mwyn purdeb uchelcarreg silica, sylfaen ein hoes dechnolegol.
Mwy na Thywod yn Unig
Yn aml yn cael ei alw'n gwartsit neu dywodfaen eithriadol o bur ar lafar gwlad, mae carreg silica yn graig naturiol sy'n cynnwys silicon deuocsid (SiO₂) yn bennaf. Er bod tywod silica yn cael mwy o sylw, mae tywod gradd uchelcarreg silicaMae dyddodion yn cynnig manteision amlwg: sefydlogrwydd daearegol mwy, llai o amhureddau, ac, mewn rhai achosion, cyfrolau enfawr sy'n addas ar gyfer gweithrediadau mwyngloddio hirdymor ar raddfa fawr. Nid yw'n ddeniadol, ond mae ei rôl yn hanfodol.
“Mae’r byd modern yn llythrennol yn rhedeg ar silicon,” eglura Dr. Arjun Patel, gwyddonydd deunyddiau yn Sefydliad Technoleg Singapore. “O’r sglodion yn eich ffôn i’r panel solar ar eich to, y gwydr yn eich ffenestr, a’r cebl ffibr optig sy’n cyfleu’r newyddion hwn – mae’r cyfan yn dechrau gyda silicon pur iawn. A’r rhagflaenydd mwyaf effeithlon a chost-effeithiol ar gyfer y silicon hwnnw yw carreg silica purdeb uchel. Hebddo, mae’r holl ecosystem technoleg ac ynni gwyrdd yn dod i stop.”
Y Rhuthr Byd-eang: Ffynonellau a Heriau
Yr helfa am premiwmcarreg silicayn dwysáu'n fyd-eang. Mae dyddodion allweddol i'w cael yn:
Awstralia:Mae rhanbarthau fel Broken Hill a'r Pilbara yn ymfalchïo mewn ffurfiannau cwartsit hynafol, helaeth, sy'n cael eu gwerthfawrogi am eu cysondeb a'u cynnwys haearn isel. Mae cwmnïau fel Australian Silica Quartz Ltd. (ASQ) yn ehangu gweithrediadau'n gyflym.
Unol Daleithiau America:Mae Mynyddoedd Appalachia, yn enwedig ardaloedd yng Ngorllewin Virginia a Pennsylvania, yn dal adnoddau cwartsit sylweddol. Yn ddiweddar, cyhoeddodd Spruce Ridge Resources Ltd. ganlyniadau assay addawol o'u prosiect blaenllaw yng Ngorllewin Virginia, gan dynnu sylw at ei botensial ar gyfer cynhyrchu silicon gradd solar.
Brasil:Mae dyddodion cwartsit cyfoethog yn nhalaith Minas Gerais yn ffynhonnell bwysig, er bod heriau seilwaith weithiau'n llesteirio echdynnu.
Sgandinafia:Mae gan Norwy a Sweden adneuon o ansawdd uchel, sy'n cael eu ffafrio gan weithgynhyrchwyr technoleg Ewropeaidd am gadwyni cyflenwi byrrach a mwy dibynadwy.
Tsieina:Er ei fod yn gynhyrchydd enfawr, mae pryderon yn parhau ynghylch safonau amgylcheddol a chysondeb lefelau purdeb o rai mwyngloddiau llai, gan ysgogi prynwyr rhyngwladol i chwilio am ffynonellau eraill.
“Mae’r gystadleuaeth yn ffyrnig,” meddai Lars Bjornson, Prif Swyddog Gweithredol Nordic Silica Minerals. “Ddeng mlynedd yn ôl, roedd silica yn nwydd swmp. Heddiw, mae manylebau’n hynod o dynn. Nid ydym yn gwerthu craig yn unig; rydym yn gwerthu’r sylfaen ar gyfer wafferi silicon purdeb uchel. Gall elfennau hybrin fel boron, ffosfforws, neu hyd yn oed haearn ar lefelau rhannau fesul miliwn fod yn drychinebus ar gyfer cynnyrch lled-ddargludyddion. Mae ein cleientiaid yn mynnu sicrwydd daearegol a phrosesu trylwyr.”
O Chwarel i Sglodion: Y Daith Puro
Mae trawsnewid carreg silica garw yn ddeunydd dihalog sydd ei angen ar gyfer technoleg yn cynnwys proses gymhleth sy'n defnyddio llawer o ynni:
Mwyngloddio a Malu:Mae blociau enfawr yn cael eu tynnu allan, yn aml trwy ffrwydro rheoledig mewn mwyngloddiau agored, yna'n cael eu malu'n ddarnau llai, unffurf.
Budd-daliad:Mae'r graig wedi'i malu yn cael ei golchi, ei gwahanu'n magnetig, ac yn cael ei arnofio i gael gwared ar y rhan fwyaf o amhureddau fel clai, ffelsbar, a mwynau sy'n dwyn haearn.
Prosesu Tymheredd Uchel:Yna mae'r darnau cwarts wedi'u puro yn cael eu rhoi dan wres eithafol. Mewn ffwrneisi arc tanddwr, maent yn adweithio â ffynonellau carbon (fel golosg neu sglodion pren) i gynhyrchu silicon gradd metelegol (MG-Si). Dyma'r deunydd crai ar gyfer aloion alwminiwm a rhai celloedd solar.
Ultra-Buro:Ar gyfer electroneg (sglodion lled-ddargludyddion) a chelloedd solar effeithlonrwydd uchel, mae MG-Si yn cael ei fireinio ymhellach. Mae Proses Siemens neu adweithyddion gwely hylifedig yn trosi MG-Si yn nwy trichlorosilane, sydd wedyn yn cael ei ddistyllu i burdeb eithafol a'i ddyddodi fel ingotau polysilicon. Mae'r ingotau hyn yn cael eu sleisio'n wafferi ultra-denau sy'n dod yn galon microsglodion a chelloedd solar.
Grymoedd Gyrru: Deallusrwydd Artiffisial, Solar, a Chynaliadwyedd
Mae'r cynnydd mewn galw yn cael ei danio gan chwyldroadau cydamserol:
Y Ffyniant AI:Lled-ddargludyddion uwch, sy'n gofyn am wafferi silicon sy'n fwyfwy pur, yw peiriannau deallusrwydd artiffisial. Mae canolfannau data, sglodion AI, a chyfrifiadura perfformiad uchel yn ddefnyddwyr anniwalladwy.
Ehangu Ynni Solar:Mae mentrau byd-eang sy'n hyrwyddo ynni adnewyddadwy wedi cynyddu'r galw am baneli ffotofoltäig (PV) yn sydyn. Mae silicon purdeb uchel yn hanfodol ar gyfer celloedd solar effeithlon. Mae'r Asiantaeth Ynni Ryngwladol (IEA) yn rhagweld y bydd capasiti ffotofoltäig solar yn treblu erbyn 2030, gan roi pwysau aruthrol ar y gadwyn gyflenwi silicon.
Gweithgynhyrchu Uwch:Mae cwarts wedi'i asio purdeb uchel, sy'n deillio o garreg silica, yn hanfodol ar gyfer croesliniau a ddefnyddir mewn twf crisial silicon, opteg arbenigol, offer labordy tymheredd uchel, ac offer gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion.
Y Rhaff Dynnu Cynaliadwyedd
Nid yw'r ffyniant hwn heb bryderon amgylcheddol a chymdeithasol sylweddol. Mae mwyngloddio silica, yn enwedig gweithrediadau pwll agored, yn newid tirweddau ac yn defnyddio symiau enfawr o ddŵr. Mae rheoli llwch yn hanfodol oherwydd y perygl anadlol o silica crisialog (silicosis). Mae prosesau puro sy'n defnyddio llawer o ynni yn cyfrannu at ôl troed carbon.
“Mae cyrchu cyfrifol yn hollbwysig,” pwysleisiodd Maria Lopez, pennaeth ESG ar gyfer TechMetals Global, cynhyrchydd polysilicon mawr. “Rydym yn archwilio ein cyflenwyr carreg silica yn drylwyr – nid yn unig ar burdeb, ond ar reoli dŵr, atal llwch, cynlluniau adfer tir, ac ymgysylltu cymunedol. Mae cymwysterau gwyrdd y diwydiant technoleg yn dibynnu ar gadwyn gyflenwi lân yn ôl i wyneb y chwarel. Mae defnyddwyr a buddsoddwyr yn mynnu hynny.”
Y Dyfodol: Arloesedd a Phrinder?
Mae daearegwyr fel Sarah Chen ar y rheng flaen. Mae archwilio yn gwthio i ffiniau newydd, gan gynnwys dyddodion dyfnach a ffurfiannau a anwybyddwyd o'r blaen. Mae ailgylchu silicon o baneli solar ac electroneg diwedd oes yn ennill tyniant ond mae'n parhau i fod yn heriol ac ar hyn o bryd dim ond cyfran fach o'r galw y mae'n ei chyflenwi.
“Mae swm cyfyngedig o garreg silica hynod o bur sy’n economaidd hyfyw ac sydd ar gael gyda’r dechnoleg gyfredol,” rhybuddia Chen, gan sychu chwys o’i thalcen wrth i haul Awstralia boeni. “Mae dod o hyd i ddyddodion newydd sy’n bodloni’r manylebau purdeb heb gostau prosesu seryddol yn mynd yn anoddach. Nid yw’r graig hon… yn ddiddiwedd. Mae angen i ni ei thrin fel yr adnodd strategol ydyw mewn gwirionedd.”
Wrth i'r haul fachlud dros fwynglawdd Broken Hill, gan daflu cysgodion hir dros y cronfeydd silica gwyn disglair, mae maint y llawdriniaeth yn tanlinellu gwirionedd dwfn. O dan sŵn deallusrwydd artiffisial a llewyrch paneli solar mae carreg ostyngedig, hynafol. Mae ei burdeb yn pennu cyflymder ein cynnydd technolegol, gan wneud yr ymgais fyd-eang am garreg silica gradd uchel yn un o straeon diwydiannol mwyaf hollbwysig ein hoes, os nad yw wedi'i danamcangyfrif yn ddigonol.
Amser postio: Gorff-07-2025