Паглыблены аналіз: Што такое тэхналогія атрымання высакачыстыя кварца?

Кварц высокай чысціні адносіцца да прадуктаў кварцавай серыі з чысцінёй SiO2 вышэй за 99,9%. Гэта матэрыяльная аснова высакакласных прадуктаў у крамянёвай прамысловасці, якія шырока выкарыстоўваюцца ў такіх галінах, як фотаэлектрыка, электронная інфармацыя, аптычная сувязь і электралюмінесцэнтныя крыніцы. Ён займае важную пазіцыю і ролю ў стратэгічна новых галінах вытворчасці новых матэрыялаў і новай энергіі.

Зыходзячы з чысціні SiO2, яго можна класіфікаваць на:

• Нізкі ўзровень з SiO2 ≥ 99,9% (3N)
• Сярэдні ўзровень з SiO2 ≥ 99,99% (4N)
• Высокі клас з SiO2 ≥ 99,998% (4N8)

Яго таксама можна класіфікаваць на аснове агульнай колькасці прымесных элементаў, такіх як Al, B, Li, K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni і інш., на:

• Нізкі ўзровень ≤ 1000×10^-6
• Сярэдні канец ≤ 100×10^-6
• Высокі клас ≤ 20×10^-6

Кожную ступень чысціні кварца высокай чысціні можна падзяліць на такія разнавіднасці, як 40-80 меш, 80-140 меш, 80-200 меш, 80-300 меш і гэтак далей.

Тэхналогія высакачыстыя кварца - гэта сістэмны інжынерны праект, які ўключае тэхналогію выбару высакачыстыя кварцавага сыравіны, тэхналогію апрацоўкі, тэхналогію тэхналагічнага абсталявання і тэхналогію кантролю якасці. Гэтыя аспекты незалежныя і ўзаемазвязаныя, утвараючы усёабдымнае тэхналагічнае цэлае.

Першапачаткова psa высокай чысціні кварц перапрацоўваўся з прыродных крышталяў першага і другога гатунку. Прыродныя крышталі звычайна ўтвараюцца ў крышталічных паражнінах пры пэўных геалагічных умовах. Спецыфіка іх паходжання прыводзіць да двух неад'емным недахопаў:

1. Невялікія запасы і дрэнныя ўмовы здабычы, якія пасля многіх гадоў распрацоўкі і выкарыстання непазбежна прыводзяць да дэфіцыту рэсурсаў, высокіх коштаў і немагчымасці задаволіць патрэбы буйнамаштабнай прамысловай вытворчасці.

2. Хімічны склад крышталяў мінералаў нестабільны і залежыць ад зменаў у крышталічнай асяроддзі. Гэта прыводзіць да значных ваганняў хімічнага складу сыравіны пры буйнамаштабным прамысловым ўжыванні, і робіць цяжкім стандартызацыю сыравіны і не дазваляючы задаволіць патрэбы ў вытворчасці высакаякасных кварцавых вырабаў высокай чысціні.

Такім чынам, неабходна пачаць з іншых мінеральных рэсурсаў кварца, каб фундаментальна вырашыць праблему кварцавай сыравіны высокай чысціні, што з'яўляецца асноўным тэхнічным падыходам у краіне і за мяжой.

У 1990-х гадах Японія перапрацоўвала празрысты кварц высокай чысціні, выкарыстоўваючы ў якасці сыравіны дробназярністы кварцыт.

Расія і Германія апрацоўвалі кварц высокай чысціні, выкарыстоўваючы ў якасці сыравіны жылальны кварц і метамарфічны кварцыт.

У 1980-я гады амерыканская кампанія PPCC апрацоўвала кварц высокай чысціні, выкарыстоўваючы граніт з раёна Фоксдэйл на паўночна-заходнім узбярэжжы Англіі ў якасці сыравіны для заходнееўрапейскага кварцавага шкла. Чысціня прадукту SiO2 была 4N, утрыманне Fe <1×10^-6, а ўтрыманне іншых прымесных элементаў <5×10^-6.

Пачынаючы з 1990-х гадоў, амерыканская кампанія Unimin пачала распрацоўку і эфектыўнае выкарыстанне пегматытавага граніту ў раёне Spruce Pine у Паўночнай Караліне. Ён распрацаваў прадукты серыі кварца высокай чысціні, такія як IOTA-STD (стандартны клас), IOTA-4, IOTA-6 і IOTA-8, амаль манапалізуючы міжнародны рынак і стаўшы міжнародным стандартам.

Відавочна, што акрамя прыроднага крышталя, жыльнага кварца і гранітнага кварца сярод шасці генезісаў вышэй, мінеральныя рэсурсы кварца з'яўляюцца ідэальнай сыравінай для апрацоўкі кварцавых прадуктаў сярэдняга і высокага класа высокай чысціні.

Не ўвесь жылкавы і гранітны кварц можна перапрацаваць у кварц высокай чысціні, улічваючы сучасны ўзровень тэхналогіі апрацоўкі. Толькі вельмі нешматлікія, нават выключна рэдкія, могуць быць перапрацаваны ў прадукты высокага класа.

Гэта значыць, выбар жыльнага кварца або гранітнага кварца - гэта толькі правільны агульны кірунак; гэта не вырашае ключавога пытання выбару канкрэтнай сыравіны.

Асноўная прычына - існаванне розных падраздзяленняў па генезісу тыпаў жыльнага кварца і граніту пад уплывам рудаўтваральных геалагічных умоў. Існуюць таксама значныя адрозненні ў мінералогіі, петралогіі і характарыстыках рудных радовішчаў жыльнага кварца і граніту аднаго тыпу генезісу.

Паводле паведамленняў, амерыканская кампанія Unimin вельмі выбарча ставіцца да кварцавай сыравіны высокай чысціні і прад'яўляе строгія патрабаванні.

Крытэрыі выбару сыравіны для кварца Unimin: адзін - гэта кварц з найменшай колькасцю прымешак у крышталічнай структуры, напрыклад, утрыманне алюмінію IOTA-STD (14-18)×10^-6, утрыманне алюмінію IOTA-4 (8-10)×10^ -6; другі - кварц з меншай колькасцю газа-вадкасных уключэнняў, напрыклад пегматытавы граніт і крышталь.

Паказана, што ўтрыманне прымесных элементаў у сыравіне не проста адпавядае яго якасці. Замест гэтага гэта звязана з селектыўнасцю прымешак, якая вызначаецца мінералагічнымі характарыстыкамі працэсу сыравіны. Напрыклад, нягледзячы на высокае ўтрыманне элементаў-прымешак ва ўзорах пегматытавых парод Spruce Pine у Злучаных Штатах, яны выкарыстоўваюцца ў якасці сыравіны для высокакласных прадуктаў IOTA.

У цяперашні час асноўныя тэхналогіі апрацоўкі кварца высокай чысціні ўключаюць класіфікацыю, ачыстку, хімічнае кіслотнае вылугаванне, флотацию (як фторзмяшчальную, так і безфторную флотацию), гравітацыйную сепарацыю, магнітную сепарацыю, абпал хлараваннем і мікробнае вылугаванне. У якасці сыравіны выкарыстоўваецца жылкавы кварц, пегматытавы граніт, кварцыт і кварцавы пяшчанік.

Жыльны кварц - магматычна-гідратэрмальная жыла, звязаная з гранітам, у асноўным у форме няправільных жыл. Жыльны кварц чыста белы з тлустым бляскам і высокай чысцінёй, утрыманне ў ім SiO2 перавышае 99%. У Кітаі жылальныя кварцавыя шахты ў асноўным размешчаны ў такіх раёнах, як Цзянсу Дунхай, Сычуань, Хэйлунцзян, Хубэй і г.д. У павеце Цічунь правінцыі Хубэй запасы кварцавага каменя перавышаюць 100 мільёнаў тон з утрыманнем крэмнію больш за 99,98%, займаючы першае месца ў рэйтынгу краіна.

Кварцыт утвараецца з крэмніевых парод або кварцавых пяшчанікаў праз серыю метамарфозаў і тэрмічнага кантакту, прычым утрыманне мінералаў кварца звычайна перавышае 85%. Яго часта асацыююць з турмалінам, цырконам, лушчаком, палявым шпатам і гліністымі мінераламі, цвёрдасць і шчыльнасць якіх вышэй, чым у кварцавага пяшчаніку. Шахты кварцыту размешчаны ў Цынхай, Аньхой, Ляанін, Шэньсі і г.д. і з'яўляюцца адной з асноўных крыніц крамянёвай мінеральнай сыравіны ў Кітаі.

Кварцавы пясчанік - кансалідаваная абломкавая парода з утрыманнем фрагментаў кварца больш за 95%. Яго часта асацыююць з турмалінам, рутылам, магнетытам, слюдай, палявым шпатам і гліністымі мінераламі. У Кітаі шахты кварцавага пяшчаніку размешчаны ў правінцыях Сычуань, Хунань, Цзянсу, Чжэцзян, Юньнань, Шаньдун і інш. Яны з'яўляюцца асноўнай сыравінай для апрацоўкі шкла, керамікі, ліцця і іншых кварцавых прамысловых мінералаў і матэрыялаў.

Сыравінай для кварцавага пяску высокай чысціні амерыканскай серыі Unimin TOTA з'яўляецца пегматытавы граніт. Аднак у Кітаі даследаванні ў гэтай галіне могуць быць мацнейшымі, і не паведамляецца пра дасягненні ў перапрацоўцы кварцавага пяску высокай чысціні з пегматытавага граніту.

У параўнанні з агульным абсталяваннем для перапрацоўкі карысных выкапняў абсталяванне для апрацоўкі кварцавага пяску высокай чысціні мае наступныя характарыстыкі:

Кіслотнае вылугаванне і прамыванне вадой з'яўляюцца важнымі звёнамі ў тэхналогіі перапрацоўкі кварцавага пяску высокай чысціні. У сувязі з надзвычай высокімі патрабаваннямі да чысціні SiO2 і нізкім утрыманнем прымешак у кварцы высокай чысціні чысціня кіслот і вады, якія выкарыстоўваюцца, павінна адпавядаць адпаведным патрабаванням; у адваротным выпадку, цяжка вырабляць якасную прадукцыю.

Вылугаванне гарачай кіслатой гуляе ключавую ролю ў ачыстцы кварца высокай чысціні. Адной з важных хімічных уласцівасцей кварца з'яўляецца выдатная ўстойлівасць да кіслот (за выключэннем HF), у той час як іншыя кампаненты металічных прымешак у рудзе звычайна маюць дрэнную ўстойлівасць да кіслот. Гэты эфект больш выяўлены пры пэўных тэмпературных умовах.

Тэхналогія кіслотнага вылугавання апрацоўкі кварца высокай чысціні выкарыстоўвае гэты прынцып для дасягнення хімічнай ачысткі. Даследаванні паказалі, што выкарыстанне адпаведнай кіслотнай формулы ў адпаведнасці з характарыстыкамі мінеральнай сыравіны можа лепш выдаліць металічныя мінералы, жалезазмяшчальныя мінералы, карбанатныя мінералы і тонкаплёнкавае жалеза паміж часціцамі кварца ў сыравіне.

Калі да камбінацыі кіслотнай формулы дадаць пэўную колькасць HF кіслаты, гэта лепш уплывае на выдаленне слядоў слюды і прымешак палявога шпата ў сыравіне. Таму часта выкарыстоўваюцца моцныя каразійныя рэагенты, такія як гарачая кіслата і кіслата HF.

Практыка даказала, што пры ачыстцы кварца высокай чысціні любыя матэрыялы, якія кантактуюць з сыравінай, напрыклад кантэйнеры, істотна ўплываюць на якасць узораў. Строгі кантроль матэрыяльных стандартаў на ўсіх звёнах апрацоўкі кварцавага пяску высокай чысціні - ключ да забеспячэння якасці.

Характарыстыкі высакачыстыя кварца SiO2 purity гарантуюць адсутнасць забруджванняў у працэсе вытворчасці. Аднак з-за доўгага працэсу апрацоўкі і складанай тэхналогіі атрымання высакачыстыя кварцавага пяску цалкам ізаляваць вытворчы працэс няпроста.

Каб прадухіліць забруджванне паветра пылам, неабходна прад'яўляць строгія патрабаванні да паветранай асяроддзі пры вытворчасці, ўпакоўцы, захоўванні і г. д.

Высокія патрабаванні бяспекі: вытворчая лінія, якая складаецца з моцных каразійных рэагентаў, таксічных газаў (калі выкарыстоўваецца хлараваны абпал), высокіх тэмператур і г.д., павінна мець больш высокія гарантыі бяспекі вытворчасці.

Асаблівы характар вышэйзгаданых тэхналагічных умоў вызначае высокія патрабаванні да вытворчага абсталявання для апрацоўкі кварца высокай чысціні. Распрацоўка бяспечнага, экалагічна чыстага, энергазберагальнага і эфектыўнага вытворчага абсталявання з'яўляецца ключавым умовай для дасягнення маштабу і індустрыялізацыі.

Агульнае ўтрыманне прымесных элементаў, такіх як Al, B, Li, K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni і інш., у прадуктах амерыканскага Unimin IOTA-STD звычайна складае < 20× 10^-6, з максімальным значэннем < 22×10^-6. Для такіх рэчываў высокай чысціні метадам хімічнага аналізу і рэнтгенаўскай флуарэсцэнтнай спектраскапіі (XRF) цяжка задаволіць патрабаванні кантролю якасці.

Для выяўлення металічных элементаў, асабліва слядоў металічных элементаў, аптычна-эмісійная спектраметрыя з індуктыўна звязанай плазмай (ICP-OES) мае найбольшыя перавагі з добрымі межамі выяўлення, высокай дакладнасцю выяўлення, кароткім выдаткам часу і высокай адчувальнасцю. У цяперашні час ICP-OES стаў эфектыўным метадам выяўлення следавых хімічных кампанентаў матэрыялаў высокай чысціні.

Тэхналогія выяўлення ICP з'яўляецца важнай падтрымкай і кампанентам кварцавай тэхналогіі высокай чысціні, якая мае практычнае і тэарэтычнае значэнне для садзейнічання развіццю кітайскай тэхналогіі кварца высокай чысціні.

Кварц высокай чысціні мае стабільныя фізічныя і хімічныя ўласцівасці з такімі характарыстыкамі, як нізкае ўтрыманне прымешак і цяжкае растварэнне руды. У працэсе растварэння і вымывання кварцавых узораў высокай чысціні асноўныя фактары, якія ўдзельнічаюць, ўключаюць вагу пробы, камбінацыю рэагентаў, дазоўку рэагентаў, чысціню рэагентаў і г.д.

Гэтая тэхналогія ўключае ў сябе падрыхтоўку проб і выяўленне прыбораў, якія з'яўляюцца дзвюма асноўнымі часткамі. Ключавой тэхналогіяй з'яўляецца растварэнне і падрыхтоўка пробы.

Эксперыменты паказалі, што ў працэсе падрыхтоўкі пробы вага пробы, камбінацыя рэагентаў, дазоўка рэагентаў і чысціня выкарыстоўваных рэагентаў будуць аказваць важны ўплыў на вынікі выяўлення ICP.

Колькасць выкарыстоўванага кварца высокай чысціні ≥2000 мг; чысціня рэагентаў - ступень высокай чысціні (MOS або BV-III), камбінацыя рэагентаў - HF+HNO3; канцэнтраваная HNO3 выкарыстоўваецца ў тры разы, з агульнай колькасцю ≥5mL; Дазоўка HF складае 25 мл.

У адпаведнасці з характарыстыкамі тэхналогіі апрацоўкі і патрабаваннямі да чысціні кварцавага пяску высокай чысціні нельга выкарыстоўваць сталёвыя сіты на працягу ўсяго працэсу падрыхтоўкі пробы, каб пазбегнуць забруджвання жалезам.

Акрамя таго, правядзенне растварэння ўзораў кварца высокай чысціні і падрыхтоўкі вымывання ў звышчыстых лабараторных умовах дапаможа пазбегнуць забруджвання паветра прымешкамі і паменшыць памылкі выяўлення.

GlobalQT спецыялізуецца на вытворчасці кварцавых трубак і кварцавых трубчастых нагревателей, прапаноўваючы індывідуальныя рашэнні для вытворчасці высакачыстыя кварца па ўсім свеце. Мы імкнемся да якасці, канкурэнтаздольным цэнах і задавальнення канкрэтных патрэбаў нашых кліентаў. Для атрымання надзейнага абслугоўвання і вопыту супрацоўнічайце з Глабальны qt. Звяжыцеся з намі па адрасе contact@globalquartztube.com.