Mélyreható elemzés: Mi az a nagy tisztaságú kvarctechnológia?

A nagy tisztaságú kvarc a 99,9%-nél nagyobb SiO2 tisztaságú kvarc sorozatú termékekre vonatkozik. Ez a szilíciumipar csúcskategóriás termékeinek anyagi alapja, amelyet széles körben használnak olyan iparágakban, mint a fotovoltaik, az elektronikus információ, az optikai kommunikáció és az elektrolumineszcens források. Fontos pozíciót és szerepet tölt be az új anyagok és az új energia stratégiailag feltörekvő iparágaiban.

A SiO2 tisztasága alapján a következőkre osztható:

• Alacsony kategóriás SiO2 ≥ 99,9% (3N)
• Középvég, SiO2 ≥ 99.99% (4N)
• Csúcsminőségű SiO2-vel ≥ 99.998% (4N8)

A szennyező elemek (Al, B, Li, K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni stb.) teljes mennyisége alapján is osztályozható:

• Alacsony kategória ≤ 1000×10^-6
• Középvég ≤ 100×10^-6
• Csúcskategóriás ≤ 20×10^-6

A nagy tisztaságú kvarc minden tisztasági fokozata olyan fajtákra osztható, mint például 40-80 mesh, 80-140 mesh, 80-200 mesh, 80-300 mesh stb.

A nagy tisztaságú kvarc technológia egy szisztematikus mérnöki projekt, amely magában foglalja a nagy tisztaságú kvarc nyersanyag kiválasztásának technológiáját, a feldolgozási technológiát, a feldolgozó berendezések technológiáját és a minőségellenőrzési technológiát. Ezek a szempontok függetlenek és összefüggenek egymással, és átfogó technológiai egységet alkotnak.

Kezdetben a nagy tisztaságú kvarcot első és második osztályú természetes kristályokból dolgozták fel. A természetes kristályok általában kristályüreges környezetben, bizonyos geológiai körülmények között képződnek. Genezisük sajátossága két eredendő hiányosságot eredményez:

1. Kis készletek és rossz bányászati viszonyok, amelyek több éves fejlesztés és hasznosítás után elkerülhetetlenül forráshiányhoz, magas árakhoz, a nagyipari termelés igényeinek kielégíthetetlenségéhez vezetnek.

2. Az ásványi kristályok kémiai összetétele instabil, és a kristályos környezet változásai befolyásolják. Ez jelentős ingadozásokhoz vezet a nyersanyag kémiai összetételében a nagyüzemi ipari alkalmazásokban, ami megnehezíti a nyersanyagok szabványosítását és nem tudja kielégíteni a csúcsminőségű, nagy tisztaságú kvarctermékek gyártási igényeit.

Így más kvarc ásványkincsekkel kell kezdeni a nagy tisztaságú kvarc nyersanyag-probléma alapvető megoldását, amely hazai és nemzetközi szinten az alapvető műszaki megközelítés.

Az 1990-es években Japán átlátszó, nagy tisztaságú kvarcot dolgozott fel nyersanyagként finomszemcsés kvarcit felhasználásával.

Oroszország és Németország nagy tisztaságú kvarcot dolgozott fel, nyersanyagként vénás kvarcot és metamorf kvarcitot használva.

Az 1980-as években az amerikai PPCC cég nagy tisztaságú kvarcot dolgozott fel, Anglia északnyugati partján fekvő Foxdale körzetből származó gránitot használva a nyugat-európai kvarcüveg alapanyagaként. A termék SiO2 tisztasága 4N volt, Fe-tartalom <1×10^-6, egyéb szennyezőelem-tartalom <5×10^-6.

Az 1990-es évektől kezdődően az amerikai Unimin cég elkezdte hatékonyan fejleszteni és hasznosítani a pegmatit gránitot az észak-karolinai Spruce Pine területén. Nagy tisztaságú kvarc sorozatú termékeket fejlesztett ki, mint például az IOTA-STD (standard minőségű), IOTA-4, IOTA-6 és IOTA-8, amelyek szinte monopolizálják a nemzetközi piacot, és nemzetközi szabvánnyá váltak.

Nyilvánvaló, hogy a fenti hat genezis közül a természetes kristályon, vénás kvarcon és gránitkvarcon kívül a kvarc ásványkincsek ideális alapanyagok a közepes és felső kategóriás, nagy tisztaságú kvarctermékek feldolgozásához.

Nem minden érkvarc és gránitkvarc dolgozható fel nagy tisztaságú kvarccá, tekintettel a feldolgozási technológia jelenlegi szintjére. Csak nagyon kevesek, sőt kivételesen ritkák is feldolgozhatók csúcsminőségű termékké.

Vagyis az érkvarc vagy gránitkvarc választása csak a helyes általános irány; nem oldja meg a konkrét alapanyag-kiválasztás kulcskérdését.

Ennek fő oka a vénás kvarc és gránit különböző felosztású genezis-típusainak megléte, amelyet az ércképző geológiai viszonyok befolyásolnak. Jelentős eltérések mutatkoznak az azonos eredetű vénás kvarc és gránit ásványtani, kőzettani és érctelepi jellemzőiben is.

A jelentések szerint az amerikai Unimin cég nagyon szelektív a nagy tisztaságú kvarc alapanyagok tekintetében, és szigorú követelményeket támaszt.

Unimin kvarc nyersanyag kiválasztási kritériumok: Az egyik olyan kvarc, amelynek a kristályszerkezetében a legkevesebb szennyeződés van, például IOTA-STD alumíniumtartalom (14-18) × 10^-6, IOTA-4 alumíniumtartalom (8-10) × 10^ -6; a másik a kevesebb gáz-folyadék zárványt tartalmazó kvarc, például pegmatit gránit és kristály.

Kimutatták, hogy a nyersanyagban lévő szennyező elemek tartalma nem egyszerűen annak minősége felel meg. Ehelyett a szennyeződések szelektivitására vonatkozik, amelyet a nyersanyag technológiai ásványtani jellemzői határoznak meg. Például annak ellenére, hogy az Egyesült Államokban a Spruce Pine pegmatit kőzetminták magas szennyezőelem-tartalma van, az IOTA csúcstermékeinek alapanyagaként használják őket.

Jelenleg a nagy tisztaságú kvarc fő feldolgozási technológiái közé tartozik az osztályozás, a mosás, a kémiai savas kilúgozás, a flotáció (fluortartalmú és a nem fluortartalmú flotáció), a gravitációs elválasztás, a mágneses elválasztás, a klórozásos pörkölés és a mikrobiális kilúgozás. A felhasznált alapanyagok közé tartozik a vénás kvarc, a pegmatit gránit, a kvarcit és a kvarchomokkő.

A vénás kvarc a gránittal rokon magmás-hidrotermikus ér, többnyire szabálytalan érformákban. A vénás kvarc tiszta fehér, zsíros fényű és nagy tisztaságú, SiO2-tartalma meghaladja a 99%-t. Kínában a vénás kvarcbányák főként olyan területeken találhatók, mint Jiangsu Donghai, Sichuan, Heilongjiang, Hubei stb. Hubei tartomány Qichun megye kvarckőtartalékai meghaladják a 100 millió tonnát, szilíciumtartalma meghaladja a 99.98%-t, ami az első helyen áll a rangsorban. ország.

A kvarcit kovás kőzetekből vagy kvarchomokkövekből keletkezik egy sor metamorfózis és termikus érintkezés során, és a kvarc ásványianyag-tartalma általában meghaladja a 85%-t. Gyakran társítják turmalinnal, cirkonnal, csillámmal, földpáttal és agyagásványokkal, amelyek keménysége és sűrűsége nagyobb, mint a kvarchomokkőé. A kvarcitbányákat Qinghaiban, Anhuiban, Liaoningban, Shaanxiban stb. terjesztik, és ezek a szilíciumtartalmú ásványi nyersanyagok egyik fő forrása Kínában.

A kvarchomokkő konszolidált törmelékes kőzet, amelynek kvarctöredék-tartalma meghaladja a 95%-t. Gyakran társítják turmalinnal, rutillal, magnetittal, csillámmal, földpáttal és agyagásványokkal. Kínában a kvarc homokkő bányákat Szecsuánban, Hunanban, Jiangsuban, Zhejiangban, Yunnanban, Shandongban stb. terjesztik. Ezek az üveg, kerámia, öntvény és más ipari kvarc ásványok és anyagok feldolgozásának fő nyersanyagai.

Az amerikai Unimin TOTA sorozatú nagy tisztaságú kvarchomok alapanyaga a pegmatit gránit. Az ezen a területen végzett kutatás azonban erősebb lehet Kínában, és a nagy tisztaságú kvarchomok pegmatit gránitból történő feldolgozásával kapcsolatban nem értek el eredményeket.

Az általános ásványfeldolgozó mérnöki technikához képest a nagy tisztaságú kvarchomok feldolgozó berendezés a következő jellemzőkkel rendelkezik:

A savas kilúgozás és a vizes mosás fontos láncszemei a nagy tisztaságú kvarchomok feldolgozási technológiának. A rendkívül magas SiO2 tisztasági követelmények és a nagy tisztaságú kvarcok alacsony szennyezőelem-tartalma miatt a felhasznált savak és víz tisztaságának meg kell felelnie a megfelelő követelményeknek; egyébként nehéz minősített termékeket előállítani.

A forró savas kilúgozás kulcsszerepet játszik a nagy tisztaságú kvarc tisztítási feldolgozásában. A kvarc egyik fontos kémiai tulajdonsága a kiváló savállóság (kivéve a HF-t), míg az érc többi fémszennyező komponense általában gyenge savállósággal rendelkezik. Ez a hatás bizonyos hőmérsékleti viszonyok között kifejezettebb.

A nagy tisztaságú kvarc feldolgozó savas kilúgozási technológia ezt az elvet használja a kémiai tisztítás eléréséhez. Tanulmányok kimutatták, hogy az ásványi nyersanyagok jellemzőinek megfelelő savképlet alkalmazásával jobban eltávolíthatók a fémásványok, a vastartalmú ásványok, a karbonát ásványok, valamint a vékonyréteg-vas a kvarcszemcsék között az alapanyagokban.

Ha bizonyos mennyiségű HF-savat adunk a savformula-kombinációhoz, az jobban eltávolítja a csillám- és földpát-szennyeződések nyomait az alapanyagokból. Ezért gyakran használnak erős korrozív reagenseket, például forró savat és HF-savat.

A gyakorlat bebizonyította, hogy a nagy tisztaságú kvarc tisztítási feldolgozása során az alapanyagokkal érintkezésbe kerülő anyagok, például a tartályok jelentősen befolyásolják a minták minőségét. A minőség biztosításának kulcsa az anyagszabványok szigorú ellenőrzése a nagy tisztaságú kvarchomok minden feldolgozó szakaszában.

A nagy tisztaságú kvarc SiO2 tisztaság jellemzői biztosítják, hogy a gyártási folyamat során ne keletkezzen szennyeződés. A nagy tisztaságú kvarchomok hosszú feldolgozási folyamata és összetett technológiája miatt azonban nem könnyű a gyártási folyamatot teljesen lezárni.

A levegő porszennyezésének megelőzése érdekében szigorú követelményeket kell támasztani a levegő környezetével szemben a gyártás, csomagolás, tárolás stb.

Magas biztonsági követelmények: Az erős korrozív reagensekből, mérgező gázokból (klórozásos pörkölés alkalmazása esetén), magas hőmérsékleten stb. álló gyártósornak magasabb gyártásbiztonsági garanciákkal kell rendelkeznie.

A fenti folyamatkörülmények különlegessége határozza meg a nagy tisztaságú kvarcfeldolgozó gyártóberendezések magas követelményeit. A biztonságos, környezetbarát, energiatakarékos és hatékony gyártóberendezések kifejlesztése a méretarány és az iparosítás megvalósításának kulcsfeltétele.

Az amerikai Unimin IOTA-STD termékekben a szennyező elemek, például Al, B, Li, K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni stb. össztartalma általában <20× 10^-6, maximum 22×10^-6 értékkel. Az ilyen nagy tisztaságú anyagok esetében a kémiai elemzési módszerek és a röntgenfluoreszcencia-spektroszkópia (XRF) nehezen teljesítik a minőségellenőrzési követelményeiket.

Fémelemek, különösen fémnyomelemek detektálására az induktív csatolású plazma optikai emissziós spektrometria (ICP-OES) rendelkezik a legtöbb előnnyel, jó detektálási határokkal, nagy detektálási pontossággal, rövid időigénnyel és nagy érzékenységgel. Jelenleg az ICP-OES hatékony módszerré vált a nagy tisztaságú anyagok nyomelemeinek kimutatására.

Az ICP detektálási technológia a nagy tisztaságú kvarctechnológia fontos támogatója és összetevője, amelynek gyakorlati és elméleti jelentősége van a kínai nagy tisztaságú kvarctechnológia fejlesztésének elősegítésében.

A nagy tisztaságú kvarc stabil fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, olyan jellemzőkkel, mint az alacsony szennyeződéstartalom és az érc nehezen oldódik. A nagy tisztaságú kvarc-detektáló minták feloldásának és kilúgozásának folyamatában az alapvető tényezők közé tartozik a minta tömege, a reagenskombináció, a reagens adagolása, a reagens tisztasága stb.

Ez a technológia magában foglalja a minta-előkészítést és a műszerdetektálást, amelyek két fő részből állnak. A kulcs technológia a minta feloldása és kilúgozás előkészítése.

Kísérletek kimutatták, hogy a minta-előkészítési folyamat során a minta tömege, a reagenskombináció, a reagens adagolása és a reagens tisztasága fontos hatással lesz az ICP kimutatási eredményeire.

A felhasznált nagy tisztaságú kvarc mennyisége ≥2000mg; a reagens tisztasága nagy tisztaságú (MOS vagy BV-III), a reagenskombináció HF+HNO3; tömény HNO3-t háromszor használnak fel, összesen ≥5 ml mennyiségben; A HF adagja 25 ml.

A nagy tisztaságú kvarchomok feldolgozási technológiai jellemzői és tisztasági követelményei szerint a vas-szennyeződés elkerülése érdekében acélszitákat nem szabad a teljes minta-előkészítési folyamat során használni.

Ezenkívül a nagy tisztaságú kvarcminta feloldása és a kilúgozás előkészítése ultratiszta laboratóriumi körülmények között segít elkerülni a levegő szennyeződését, és csökkenti az észlelési hibákat.

A GlobalQT kvarccsövekre és kvarccsőfűtőkre specializálódott, és világszerte testreszabható megoldásokat kínál a nagy tisztaságú kvarcipar számára. Elkötelezettek vagyunk a minőség, a versenyképes árképzés és az ügyfeleink egyedi igényeinek kielégítése iránt. Megbízható szolgáltatás és szakértelem esetén lépjen partnerségre a GlobalQT. Írjon nekünk a contact@globalquartztube.com címre.