Dərin təhlili: Ki, belə texnologiya almaq высокочистого kvars?

Yüksək təmizlikli kvars SiO2 təmizliyi 99,9%-dən çox olan kvars seriyalı məhsullara aiddir. Fotovoltaik, elektron məlumat, optik rabitə və elektroluminesans mənbələri kimi sənayelərdə geniş istifadə olunan silikon sənayesində yüksək səviyyəli məhsulların maddi əsasıdır. O, yeni materialların və yeni enerjinin strateji inkişaf edən sənayelərində mühüm mövqe və rola malikdir.

SiO2 təmizliyinə əsasən aşağıdakılara bölünə bilər:

• SiO2 ≥ 99,9% (3N) ilə aşağı səviyyə
• SiO2 ≥ 99,99% (4N) ilə orta hissə
• SiO2 ≥ 99,998% (4N8) ilə yüksək səviyyəli

Al, B, Li, K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni və s. kimi çirkli elementlərin ümumi miqdarına görə də təsnif edilə bilər:

• Aşağı səviyyə ≤ 1000×10^-6
• Orta son ≤ 100×10^-6
• Yüksək səviyyəli ≤ 20×10^-6

Yüksək təmizlikli kvarsın hər təmizlik dərəcəsi 40-80 mesh, 80-140 mesh, 80-200 mesh, 80-300 mesh və s. kimi növlərə bölünə bilər.

Yüksək təmizlikdə kvars texnologiyası yüksək təmizlikdə kvars xammalının seçilməsi texnologiyası, emal texnologiyası, emal avadanlığı texnologiyası və keyfiyyətin yoxlanılması texnologiyasını özündə birləşdirən sistemli mühəndislik layihəsidir. Bu aspektlər həm müstəqil, həm də bir-biri ilə əlaqəli olmaqla hərtərəfli texnoloji bütövlük təşkil edir.

Əvvəlcə yüksək təmizlikli kvars birinci və ikinci dərəcəli təbii kristallardan emal edildi. Təbii kristallar adətən müəyyən geoloji şəraitdə kristal boşluğu mühitində əmələ gəlir. Onların genezisinin spesifikliyi iki xas çatışmazlığı ilə nəticələnir:

1. İllərlə işləndikdən və istifadə olunduqdan sonra istər-istəməz resurs qıtlığına, yüksək qiymətlərə və iri sənaye istehsalının tələbatını ödəyə bilməməsinə səbəb olan kiçik ehtiyatlar və pis mədən şəraiti.

2. Mineral kristalların kimyəvi tərkibi qeyri-sabitdir və kristal mühitin dəyişməsindən təsirlənir. Bu, genişmiqyaslı sənaye tətbiqlərində xammalın kimyəvi tərkibində əhəmiyyətli dalğalanmalara gətirib çıxarır ki, bu da xammalın standartlaşdırılmasını çətinləşdirir və yüksək səviyyəli, yüksək təmizlikli kvars məhsulu istehsalının ehtiyaclarını ödəyə bilmir.

Beləliklə, ölkə daxilində və beynəlxalq səviyyədə əsas texniki yanaşma olan yüksək təmizlik kvars xammalı problemini əsaslı şəkildə həll etmək üçün digər kvars mineral ehtiyatlarından başlamaq lazımdır.

1990-cı illərdə Yaponiya xammal kimi incə dənəli kvarsitdən istifadə edərək şəffaf yüksək təmizlikli kvars emal etdi.

Rusiya və Almaniya xammal kimi damar kvarsından və metamorfik kvarsitdən istifadə edərək yüksək təmizlikli kvars emal ediblər.

1980-ci illərdə Amerikanın PPCC şirkəti Qərbi Avropa kvars şüşəsi üçün xammal kimi İngiltərənin şimal-qərb sahilindəki Foxdale ərazisindən qranitdən istifadə edərək yüksək təmizlikli kvars emal etdi. Məhsulun SiO2 saflığı 4N, Fe tərkibi < 1×10^-6 və digər çirk elementlərinin tərkibi < 5×10^-6 idi.

1990-cı illərdən başlayaraq, Amerika şirkəti Unimin Şimali Karolinanın Spruce Pine bölgəsində peqmatit qranitini inkişaf etdirməyə və səmərəli şəkildə istifadə etməyə başladı. O, IOTA-STD (standart dərəcəli), IOTA-4, IOTA-6 və IOTA-8 kimi yüksək təmizlikli kvars seriyalı məhsullar hazırlayıb, demək olar ki, beynəlxalq bazarı inhisara alıb beynəlxalq standarta çevrilib.

Aydındır ki, yuxarıdakı altı mənşəli təbii kristal, damar kvars və qranit kvarsdan başqa, kvars mineral ehtiyatları orta səviyyəli və yüksək səviyyəli yüksək təmizlikli kvars məhsullarının emalı üçün ideal xammaldır.

Emal texnologiyasının hazırkı səviyyəsini nəzərə alaraq, bütün damar kvars və qranit kvars yüksək saflıqda kvarsa emal edilə bilməz. Yalnız çox az, hətta olduqca nadir, yüksək səviyyəli məhsullara emal edilə bilər.

Yəni damar kvars və ya qranit kvars seçmək yalnız düzgün ümumi istiqamətdir; konkret xammal seçimi ilə bağlı əsas məsələni həll etmir.

Əsas səbəb filiz əmələ gətirən geoloji şəraitin təsirinə məruz qalan damar kvars və qranit növünün müxtəlif alt qruplara bölünmüş genezis növlərinin mövcudluğudur. Eyni genez tipli damar kvars və qranitinin mineralogiyası, petrologiyası və filiz yatağı xüsusiyyətlərində də əhəmiyyətli fərqlər var.

Məlumatlara görə, Amerikanın Unimin şirkəti yüksək təmizlikli kvars xammalı ilə bağlı çox seçicidir və ciddi tələblərə malikdir.

Unimin Kvars Xammalı Seçim Meyarları: Biri kristal strukturunda ən az çirkləri olan kvarsdır, məsələn, IOTA-STD alüminium tərkibi (14-18)×10^-6, IOTA-4 alüminium tərkibi (8-10)×10^ -6; digəri isə peqmatit qranit və kristal kimi daha az qaz-maye daxilolmaları olan kvarsdır.

Göstərilmişdir ki, xammalın tərkibindəki çirk elementlərinin tərkibi onun keyfiyyətinə sadəcə olaraq uyğun gəlmir. Bunun əvəzinə, xammalın prosesinin mineraloji xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilən çirklərin seçiciliyinə aiddir. Məsələn, ABŞ-dakı Spruce Pine peqmatit qaya nümunələrində yüksək çirk elementi tərkibinə baxmayaraq, onlar IOTA-nın yüksək səviyyəli məhsulları üçün xammal kimi istifadə olunur.

Hazırda yüksək təmizlikdə olan kvarsın əsas emal texnologiyalarına təsnifat, ovuşdurma, kimyəvi turşu ilə yuyulma, flotasiya (həm flüor tərkibli, həm də qeyri-ftorlu flotasiya), qravitasiya ilə ayırma, maqnit ayırma, xlorla qovurma və mikrobioloji yuyulma daxildir. İstifadə olunan xammallara damar kvars, peqmatit qranit, kvarsit və kvars qumdaşı daxildir.

Damar kvars qranitlə əlaqəli maqmatik-hidrotermal damardır, əsasən nizamsız damar formalarındadır. Damar kvarsı yağlı parıltılı və yüksək saflığı olan saf ağ rəngdədir, tərkibində SiO2 99%-dən çox olur. Çində damar kvars mədənləri əsasən Jiangsu Donghai, Sichuan, Heilongjiang, Hubei və s. kimi ərazilərdə yerləşir. Hubei əyalətinin Qichun qraflığının 99,98%-dən çox silikon tərkibli kvars daşı ehtiyatları 100 milyon tondan artıqdır ki, bu da dünyada birinci yerdədir. ölkə.

Kvarsit silisiumlu süxurlardan və ya kvars qumdaşlarından bir sıra metamorfoz və termal təmas nəticəsində əmələ gəlir, kvars mineralının tərkibi ümumiyyətlə 85%-dən çoxdur. Tez-tez turmalin, sirkon, mika, feldispat və gil mineralları ilə əlaqələndirilir, sərtliyi və sıxlığı kvars qumdaşından daha yüksəkdir. Kvarsit mədənləri Qinghai, Anhui, Liaoning, Shaanxi və s.-də yayılmışdır və Çində silisli mineral xammalın əsas mənbələrindən biridir.

Kvars qumdaşı 95%-dən çox kvars fraqmenti olan konsolidasiya edilmiş qırıntılı qayadır. Tez-tez turmalin, rutil, maqnetit, mika, feldispat və gil mineralları ilə əlaqələndirilir. Çində kvars qumdaşı mədənləri Siçuan, Hunan, Jiangsu, Zhejiang, Yunnan, Shandong və s.-də yayılmışdır. Onlar şüşə, keramika, tökmə və digər kvars sənaye mineralları və materiallarının emalı üçün əsas xammaldır.

Amerika Unimin TOTA seriyalı yüksək təmizlikli kvars qumu üçün xammal peqmatit qranitdir. Bununla belə, bu sahədə tədqiqatlar Çində daha güclü ola bilərdi və peqmatit qranitdən yüksək təmizlikdə olan kvars qumunun emalında heç bir nailiyyət əldə edilməmişdir.

Ümumi mineral emalı mühəndisliyi ilə müqayisədə yüksək təmizlikli kvars qumu emalı avadanlığı aşağıdakı xüsusiyyətlərə malikdir:

Turşuların yuyulması və suyun yuyulması yüksək təmizlikli kvars qumunun emalı texnologiyasında mühüm əlaqələrdir. SiO2-nin son dərəcə yüksək təmizlik tələbləri və yüksək təmizlikli kvarsda çirk elementlərinin az olması səbəbindən istifadə edilən turşuların və suyun saflığı müvafiq tələblərə cavab verməlidir; əks halda keyfiyyətli məhsul istehsal etmək çətindir.

Yüksək təmizlikdə olan kvarsın təmizlənmə emalında isti turşunun yuyulması əsas rol oynayır. Kvarsın mühüm kimyəvi xassələrindən biri əla turşu müqavimətidir (HF istisna olmaqla), filizdəki digər metal çirkləri komponentləri isə ümumiyyətlə zəif turşu müqavimətinə malikdir. Bu təsir müəyyən temperatur şəraitində daha çox özünü göstərir.

Yüksək təmizlikdə olan kvars emal turşusunun yuyulması texnologiyası kimyəvi təmizlənməyə nail olmaq üçün bu prinsipdən istifadə edir. Tədqiqatlar göstərmişdir ki, mineral xammalın xüsusiyyətlərinə uyğun turşu formulundan istifadə etməklə, xammaldakı metal mineralları, dəmir tərkibli mineralları, karbonatlı mineralları və kvars hissəcikləri arasındakı nazik təbəqə dəmiri daha yaxşı çıxarmaq olar.

Turşu formulu kombinasiyasına müəyyən miqdarda HF turşusu əlavə edilərsə, bu, xammalda olan iz slyuda və feldispat çirklərinin çıxarılmasına daha yaxşı təsir göstərir. Buna görə də tez-tez isti turşu və HF turşusu kimi güclü aşındırıcı reagentlərdən istifadə olunur.

Təcrübə sübut etdi ki, yüksək təmizlikdə olan kvarsın təmizlənməsi zamanı xammal ilə təmasda olan istənilən material, məsələn qablar nümunələrin keyfiyyətinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Yüksək təmizlikli kvars qumunun bütün emal bölmələrində material standartlarına ciddi nəzarət keyfiyyətin təmin edilməsinin açarıdır.

Yüksək təmizlikli kvars SiO2 saflığının xüsusiyyətləri istehsal prosesi zamanı heç bir çirklənmənin olmamasını təmin edir. Bununla belə, yüksək təmizlikli kvars qumunun uzun emal axını və mürəkkəb texnologiyası sayəsində istehsal prosesini tam şəkildə bağlamaq asan deyil.

Havanın tozla çirklənməsinin qarşısını almaq üçün istehsal, qablaşdırma, saxlama və s. üçün hava mühitinə ciddi tələblər qoyulmalıdır.

Yüksək Təhlükəsizlik Tələbləri: Güclü korroziyalı reagentlərdən, zəhərli qazlardan (xlorlama ilə qızartma istifadə olunursa), yüksək temperaturdan və s.-dən ibarət istehsal xətti daha yüksək istehsal təhlükəsizliyi təminatlarına malik olmalıdır.

Yuxarıda göstərilən proses şəraitinin xüsusi təbiəti yüksək təmizlikli kvars emalı istehsal avadanlıqlarına yüksək tələbləri müəyyən edir. Təhlükəsiz, ekoloji cəhətdən təmiz, enerjiyə qənaət edən və səmərəli istehsal avadanlığının yaradılması miqyas və sənayeləşmənin həyata keçirilməsi üçün əsas şərtdir.

Amerika Unimin IOTA-STD məhsullarında Al, B, Li, K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni və s. kimi çirk elementlərinin ümumi tərkibi adətən < 20 × təşkil edir. 10^-6, maksimum dəyəri < 22×10^-6. Belə yüksək təmizlikli maddələr üçün kimyəvi analiz üsulları və rentgen-flüoresan spektroskopiya (XRF) onların keyfiyyət yoxlama tələblərinə cavab vermək çətindir.

Metal elementlərin, xüsusən də mikro metal elementlərin aşkarlanması üçün induktiv birləşdirilmiş plazma optik emissiya spektrometriyası (ICP-OES) yaxşı aşkarlama hədləri, yüksək aşkarlama dəqiqliyi, qısa müddət sərfi və yüksək həssaslıqla ən çox üstünlüklərə malikdir. Hal-hazırda, ICP-OES yüksək təmizlikli materialların iz kimyəvi komponentlərini aşkar etmək üçün effektiv üsula çevrilmişdir.

ICP aşkarlama texnologiyası Çinin yüksək təmizlikli kvars texnologiyasının inkişafını təşviq etmək üçün praktiki və nəzəri əhəmiyyətə malik yüksək təmizlikli kvars texnologiyasının mühüm dəstəyi və komponentidir.

Yüksək saflıqda olan kvars sabit fiziki və kimyəvi xassələrə malikdir, az çirklilik və filizin çətin həll edilməsi kimi xüsusiyyətlərə malikdir. Yüksək təmizlikdə olan kvars aşkarlama nümunələrinin həll edilməsi və yuyulması prosesində əsas amillərə nümunənin çəkisi, reagent birləşməsi, reagentin dozası, reagentin təmizliyi və s. daxildir.

Bu texnologiyaya iki əsas hissə olan nümunənin hazırlanması və alətin aşkarlanması daxildir. Əsas texnologiya nümunənin həll edilməsi və yuyulmasıdır.

Təcrübələr göstərdi ki, nümunənin hazırlanması prosesində nümunənin çəkisi, reagent birləşməsi, istifadə olunan reagentin dozası və reagentin təmizliyi ICP aşkarlama nəticələrinə mühüm təsir göstərəcək.

İstifadə olunan yüksək təmizlikli kvarsın miqdarı ≥2000mg; reagentin təmizliyi yüksək təmizlik dərəcəsidir (MOS və ya BV-III), reagent birləşməsi HF+HNO3; konsentratlaşdırılmış HNO3 üç dəfə istifadə olunur, ümumi miqdarı ≥5mL; HF dozası 25 ml-dir.

Yüksək təmizlikli kvars qumunun emal texnologiyasının xüsusiyyətlərinə və təmizlik tələblərinə uyğun olaraq, dəmirin çirklənməsinin qarşısını almaq üçün bütün nümunə hazırlamaq prosesi boyunca polad ələklərdən istifadə edilməməlidir.

Əlavə olaraq, ultra təmiz laboratoriya şəraitində yüksək təmizlikdə kvars nümunəsinin həll edilməsi və yuyulma hazırlığının aparılması havanın çirklənməsinin qarşısını almağa və aşkarlama xətalarını azaltmağa kömək edəcək.

GlobalQT specializes in quartz tubes and quartz tube heaters, providing customizable solutions for the high-purity quartz industry worldwide. We are committed to quality, competitive pricing, and meeting the specific needs of our clients. For reliable service and expertise, partner with Qlobal qt. Contact us at contact@globalquartztube.com.