Խորը վերլուծություն. Ի՞նչ է բարձր մաքրության քվարցային տեխնոլոգիան:

Բարձր մաքրության քվարցը վերաբերում է քվարցային շարքի արտադրանքներին, որոնց SiO2 մաքրությունը գերազանցում է 99,9%: Այն սիլիցիումի արդյունաբերության բարձրակարգ արտադրանքի նյութական հիմքն է, որը լայնորեն օգտագործվում է այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են ֆոտոգալվանները, էլեկտրոնային տեղեկատվությունը, օպտիկական հաղորդակցությունը և էլեկտրալյումինեսցենտ աղբյուրները: Այն կարևոր դիրք և դեր ունի նոր նյութերի և նոր էներգիայի ռազմավարական զարգացող արդյունաբերություններում:

Ելնելով SiO2 մաքրությունից՝ այն կարելի է դասակարգել.

• Ցածր SiO2 ≥ 99,9% (3N)
• Միջին մասը՝ SiO2 ≥ 99,99% (4N)
• Բարձրակարգ SiO2 ≥ 99.998% (4N8)

Այն կարող է նաև դասակարգվել՝ հիմնվելով կեղտոտ տարրերի ընդհանուր քանակի վրա, ինչպիսիք են Al, B, Li, K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni և այլն, հետևյալի.

• Ցածր ≤ 1000×10^-6
• Միջին ≤ 100×10^-6
• Բարձրակարգ ≤ 20×10^-6

Բարձր մաքրության քվարցի յուրաքանչյուր աստիճանը կարելի է բաժանել սորտերի, ինչպիսիք են՝ 40-80 ցանց, 80-140 ցանց, 80-200 ցանց, 80-300 ցանց և այլն:

Բարձր մաքրության քվարցային տեխնոլոգիան համակարգված ինժեներական նախագիծ է, որը ներառում է բարձր մաքրության քվարցի հումքի ընտրության տեխնոլոգիա, մշակման տեխնոլոգիա, վերամշակման սարքավորումների տեխնոլոգիա և որակի ստուգման տեխնոլոգիա: Այս ասպեկտները և՛ անկախ են, և՛ փոխկապակցված՝ կազմելով համապարփակ տեխնոլոգիական ամբողջություն:

Սկզբում բարձր մաքրության քվարցը մշակվում էր առաջին և երկրորդ կարգի բնական բյուրեղներից։ Բնական բյուրեղները սովորաբար ձևավորվում են բյուրեղային խոռոչի միջավայրերում որոշակի երկրաբանական պայմաններում: Նրանց ծագման առանձնահատկությունը հանգեցնում է երկու բնորոշ թերությունների.

1. Փոքր պաշարներ և հանքարդյունաբերության վատ պայմաններ, որոնք տարիներ շարունակ զարգացումից և շահագործումից հետո անխուսափելիորեն հանգեցնում են ռեսուրսների սակավության, բարձր գների և լայնածավալ արդյունաբերական արտադրության կարիքները բավարարելու անկարողության:

2. Հանքային բյուրեղների քիմիական բաղադրությունը անկայուն է և ազդում է բյուրեղային միջավայրի փոփոխություններից: Սա հանգեցնում է հումքի քիմիական կազմի զգալի տատանումների լայնածավալ արդյունաբերական կիրառություններում, ինչը դժվարացնում է հումքի ստանդարտացումը և չի կարողանում բավարարել բարձրորակ, բարձր մաքրության քվարցային արտադրանքի կարիքները:

Այսպիսով, անհրաժեշտ է սկսել այլ քվարց հանքային ռեսուրսներից՝ հիմնովին լուծելու բարձր մաքրության քվարցի հումքի խնդիրը, որը հիմնական տեխնիկական մոտեցումն է ներքին և միջազգային մակարդակում։

1990-ականներին Ճապոնիան մշակում էր թափանցիկ բարձր մաքրության քվարցը՝ որպես հումք օգտագործելով մանրահատիկ քվարցիտ:

Ռուսաստանը և Գերմանիան մշակել են բարձր մաքրության քվարցը՝ որպես հումք օգտագործելով երակային քվարցը և մետամորֆային քվարցը:

1980-ականներին ամերիկյան PPCC ընկերությունը մշակել է բարձր մաքրության քվարց՝ օգտագործելով գրանիտը Անգլիայի հյուսիսարևմտյան ափի Ֆոքսդեյլի տարածքից՝ որպես արևմտաեվրոպական քվարցային ապակու հումք: Արտադրանքի SiO2 մաքրությունը եղել է 4N, Fe-ի պարունակությունը <1×10^-6, իսկ այլ կեղտոտ տարրի պարունակությունը՝ <5×10^-6:

Սկսած 1990-ականներից, ամերիկյան Unimin ընկերությունը սկսեց արդյունավետ կերպով մշակել և օգտագործել պեգմատիտ գրանիտը Հյուսիսային Կարոլինայի Spruce Pine տարածքում: Այն մշակել է բարձր մաքրության քվարցային շարքի արտադրանք, ինչպիսիք են IOTA-STD (ստանդարտ դասարան), IOTA-4, IOTA-6 և IOTA-8, գրեթե մենաշնորհելով միջազգային շուկան և դառնալով միջազգային ստանդարտ:

Ակնհայտ է, որ բացի բնական բյուրեղից, երակային քվարցից և գրանիտային քվարցից վերը նշված վեց ծագման մեջ, քվարց հանքային պաշարները իդեալական հումք են միջին և բարձրորակ բարձր մաքրության քվարցային արտադրանքի մշակման համար:

Ոչ բոլոր երակային քվարցը և գրանիտային քվարցը կարող են վերամշակվել բարձր մաքրության քվարցի՝ հաշվի առնելով մշակման տեխնոլոգիայի ներկա մակարդակը: Միայն շատ քչերը, նույնիսկ բացառիկ հազվադեպ, կարող են վերամշակվել բարձրորակ արտադրանքի:

Այսինքն, երակային քվարցի կամ գրանիտե քվարցի ընտրությունը միայն ճիշտ ընդհանուր ուղղություն է. այն չի լուծում կոնկրետ հումքի ընտրության առանցքային խնդիրը։

Հիմնական պատճառը երակային քվարցի և գրանիտի տարբեր ստորաբաժանված ծագման տեսակների առկայությունն է՝ հանքաքար առաջացնող երկրաբանական պայմանների ազդեցության տակ։ Զգալի տարբերություններ կան նաև նույն ծագման տիպի երակային քվարցի և գրանիտի միներալոգիայի, քարագիտության և հանքաքարի հանքավայրերի բնութագրերի մեջ:

Ըստ տեղեկությունների՝ ամերիկյան Unimin ընկերությունը խիստ ընտրողական է բարձր մաքրության քվարցային հումքի նկատմամբ և ունի խիստ պահանջներ։

Unimin Quartz հումքի ընտրության չափանիշները. մեկը քվարցն է բյուրեղային կառուցվածքում նվազագույն աղտոտվածությամբ, ինչպիսիք են IOTA-STD ալյումինի պարունակությունը (14-18)×10^-6, IOTA-4 ալյումինի պարունակությունը (8-10)×10^ -6; մյուսը քվարցն է՝ ավելի քիչ գազահեղուկ ներդիրներով, ինչպիսիք են պեգմատիտ գրանիտը և բյուրեղը:

Ցույց է տրվել, որ հումքի մեջ կեղտոտ տարրերի պարունակությունը պարզապես չի համապատասխանում դրա որակին։ Փոխարենը, այն վերաբերում է հումքի գործընթացի հանքաբանական բնութագրերով որոշվող կեղտերի ընտրողականությանը: Օրինակ, չնայած ԱՄՆ-ում Spruce Pine պեգմատիտային ապարների նմուշներում բարձր կեղտոտ տարրերի պարունակությանը, դրանք օգտագործվում են որպես հումք IOTA-ի բարձրորակ արտադրանքի համար:

Ներկայումս բարձր մաքրության քվարցի մշակման հիմնական տեխնոլոգիաները ներառում են աստիճանավորումը, մաքրումը, քիմիական թթվային տարրալվացումը, ֆլոտացիան (և ֆտոր պարունակող, և ոչ ֆլոտացիա), ինքնահոս տարանջատումը, մագնիսական տարանջատումը, քլորացված թրծումը և մանրէաբանական տարրալվացումը: Օգտագործված հումքը ներառում է երակային քվարց, պեգմատիտ գրանիտ, քվարցիտ և քվարց ավազաքար:

Երակային քվարցը մագմատիկ-հիդրոջերմային երակ է՝ կապված գրանիտի հետ, հիմնականում անկանոն երակային ձևերով։ Երակային քվարցը մաքուր սպիտակ է՝ յուղոտ փայլով և բարձր մաքրությամբ, որի SiO2 պարունակությունը գերազանցում է 99%: Չինաստանում երակային քվարցի հանքերը հիմնականում տեղակայված են այնպիսի տարածքներում, ինչպիսիք են Ցզյանսու Դոնհայը, Սիչուանը, Հեյլունցզյանը, Հուբեյը և այլն։ երկիր։

Քվարցիտը ձևավորվում է սիլիցիումային ապարներից կամ քվարցային ավազաքարերից մի շարք կերպարանափոխությունների և ջերմային շփման միջոցով, ընդ որում քվարցի հանքային պարունակությունը սովորաբար գերազանցում է 85%: Այն հաճախ կապված է տուրմալինի, ցիրկոնի, միկայի, դաշտային սպաթի և կավե հանքանյութերի հետ՝ ավելի բարձր կարծրությամբ և խտությամբ, քան քվարցային ավազաքարինը։ Քվարցիտի հանքավայրերը տարածված են Ցինհայում, Անհույում, Լիաոնինգում, Շանսիում և այլն, և հանդիսանում են Չինաստանի սիլիցիումային հանքային հումքի հիմնական աղբյուրներից մեկը։

Քվարց ավազաքարը համախմբված կլաստի ապար է, որի 95%-ից ավելի քվարցի բեկորների պարունակությունը: Այն հաճախ կապված է տուրմալինի, ռուտիլի, մագնետիտի, միկայի, դաշտային սպաթի և կավե հանքանյութերի հետ: Չինաստանում քվարց ավազաքարերի հանքերը տարածված են Սիչուանում, Հունանում, Ցզյանսուում, Չժեցզյանում, Յունանում, Շանդունում և այլն: Դրանք հիմնական հումքն են ապակու, կերամիկայի, ձուլման և այլ քվարցային արդյունաբերական օգտակար հանածոների և նյութերի մշակման համար:

Ամերիկյան Unimin TOTA սերիայի բարձր մաքրության քվարցային ավազի հումքը պեգմատիտ գրանիտն է: Այնուամենայնիվ, այս ոլորտում հետազոտությունները կարող են ավելի ուժեղ լինել Չինաստանում, և պեգմատիտ գրանիտից բարձր մաքրության քվարց ավազի մշակման ոլորտում ոչ մի ձեռքբերում չի գրանցվել:

Համեմատած ընդհանուր օգտակար հանածոների վերամշակման ճարտարագիտության հետ, բարձր մաքրության քվարց ավազի մշակման սարքավորումն ունի հետևյալ բնութագրերը.

Թթվային տարրալվացումը և ջրի լվացումը կարևոր օղակներ են բարձր մաքրության քվարց ավազի մշակման տեխնոլոգիայի մեջ: Բարձր մաքրության քվարցում SiO2-ի մաքրության չափազանց բարձր պահանջների և անմաքրության տարրերի ցածր պարունակության պատճառով օգտագործվող թթուների և ջրի մաքրությունը պետք է համապատասխանի համապատասխան պահանջներին. հակառակ դեպքում դժվար է որակյալ արտադրանք արտադրել։

Տաք թթվային տարրալվացումը առանցքային դեր է խաղում բարձր մաքրության քվարցի մաքրման գործընթացում: Քվարցի կարևոր քիմիական հատկություններից է գերազանց թթվային դիմադրությունը (բացառությամբ HF-ի), մինչդեռ հանքաքարի այլ մետաղական կեղտոտ բաղադրիչները սովորաբար ունեն թթվային անբավարար դիմադրություն: Այս էֆեկտն ավելի արտահայտված է որոշակի ջերմաստիճանային պայմաններում:

Բարձր մաքրության քվարցի մշակման թթվային տարրալվացման տեխնոլոգիան օգտագործում է այս սկզբունքը քիմիական մաքրման հասնելու համար: Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ համապատասխան թթվային բանաձևի օգտագործումը՝ ըստ հանքային հումքի բնութագրերի, կարող է ավելի լավ հեռացնել մետաղական միներալները, երկաթ պարունակող հանքանյութերը, կարբոնատային միներալները և բարակ թաղանթային երկաթը հումքի քվարցային մասնիկների միջև:

Եթե որոշակի քանակությամբ HF թթու ավելացվում է թթվային բանաձևի համադրությանը, այն ավելի լավ է ազդում հումքի հետքի միկայի և ֆելդսպարի կեղտերի հեռացման վրա: Հետևաբար, հաճախ օգտագործվում են ուժեղ քայքայիչ ռեակտիվներ, ինչպիսիք են տաք թթուն և HF թթուն:

Պրակտիկան ապացուցել է, որ բարձր մաքրության քվարցի մաքրման մշակման ժամանակ հումքի հետ շփվող ցանկացած նյութ, օրինակ՝ տարաները, էապես ազդում են նմուշների որակի վրա: Բարձր մաքրության քվարցային ավազի բոլոր մշակման օղակներում նյութերի ստանդարտների խիստ վերահսկումը որակի ապահովման բանալին է:

Բարձր մաքրության քվարցի SiO2 մաքրության բնութագրերը ապահովում են, որ արտադրական գործընթացում աղտոտվածություն չլինի: Այնուամենայնիվ, երկար մշակման հոսքի և բարձր մաքրության քվարց ավազի բարդ տեխնոլոգիայի շնորհիվ հեշտ չէ ամբողջությամբ կնքել արտադրական գործընթացը:

Օդի փոշու աղտոտումը կանխելու համար պետք է խիստ պահանջներ դրվեն օդային միջավայրին արտադրության, փաթեթավորման, պահպանման և այլնի համար:

Անվտանգության բարձր պահանջներ. արտադրական գիծը, որը բաղկացած է ուժեղ քայքայիչ ռեակտիվներից, թունավոր գազերից (եթե օգտագործվում է քլորացված թրծում), բարձր ջերմաստիճաններից և այլն, պետք է ունենա ավելի բարձր արտադրության անվտանգության երաշխիքներ:

Վերոնշյալ գործընթացի պայմանների հատուկ բնույթը որոշում է բարձր մաքրության քվարցի մշակման արտադրության սարքավորումների բարձր պահանջները: Անվտանգ, էկոլոգիապես մաքուր, էներգախնայող և արդյունավետ արտադրական սարքավորումների ստեղծումը մասշտաբի և արդյունաբերականացման հիմնական պայմանն է:

Ամերիկյան Unimin IOTA-STD արտադրանքներում կեղտոտ տարրերի ընդհանուր պարունակությունը, ինչպիսիք են Al, B, Li, K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni և այլն, սովորաբար < 20× է: 10^-6, առավելագույն արժեքով < 22×10^-6: Նման բարձր մաքրության նյութերի համար քիմիական վերլուծության մեթոդները և ռենտգենյան ֆլուորեսցենտային սպեկտրոսկոպիան (XRF) դժվար է բավարարել որակի ստուգման պահանջները:

Մետաղական տարրերի, հատկապես հետքի մետաղական տարրերի հայտնաբերման համար ինդուկտիվ զուգակցված պլազմային օպտիկական արտանետումների սպեկտրոմետրիան (ICP-OES) ունի ամենաշատ առավելությունները՝ հայտնաբերման լավ սահմաններով, հայտնաբերման բարձր ճշգրտությամբ, կարճ ժամանակի սպառմամբ և բարձր զգայունությամբ: Ներկայումս ICP-OES-ը դարձել է բարձր մաքրության նյութերի հետքի քիմիական բաղադրիչների հայտնաբերման արդյունավետ մեթոդ:

ICP-ի հայտնաբերման տեխնոլոգիան բարձր մաքրության քվարցային տեխնոլոգիայի կարևոր աջակցություն և բաղադրիչ է, որն ունի գործնական և տեսական նշանակություն Չինաստանի բարձր մաքրության քվարցային տեխնոլոգիայի զարգացմանը նպաստելու համար:

Բարձր մաքրության քվարցն ունի կայուն ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ, այնպիսի բնութագրերով, ինչպիսիք են ցածր կեղտոտ պարունակությունը և հանքաքարի դժվար լուծարումը: Բարձր մաքրության քվարցի հայտնաբերման նմուշների լուծարման և տարրալվացման գործընթացում ներգրավված հիմնական գործոնները ներառում են նմուշի քաշը, ռեագենտի համակցությունը, ռեագենտի դեղաչափը, ռեագենտի մաքրությունը և այլն:

Այս տեխնոլոգիան ներառում է նմուշի պատրաստում և գործիքի հայտնաբերում, որոնք երկու հիմնական մասեր են: Հիմնական տեխնոլոգիան նմուշի տարրալուծումն ու տարրալվացման նախապատրաստումն է:

Փորձերը ցույց են տվել, որ նմուշի պատրաստման գործընթացում նմուշի քաշը, ռեագենտի համակցությունը, ռեագենտի դեղաչափը և օգտագործվող ռեագենտի մաքրությունը կարևոր ազդեցություն կունենան ICP-ի հայտնաբերման արդյունքների վրա:

Օգտագործված բարձր մաքրության քվարցի քանակը ≥2000 մգ; ռեագենտի մաքրությունը բարձր մաքրության աստիճան է (MOS կամ BV-III), ռեագենտների համակցությունը՝ HF+HNO3; խտացված HNO3 օգտագործվում է երեք անգամ՝ ≥5 մլ ընդհանուր քանակով; HF-ի չափաբաժինը 25 մլ է:

Ըստ մշակման տեխնոլոգիայի բնութագրերի և բարձր մաքրության քվարց ավազի մաքրության պահանջների՝ պողպատե մաղերը չպետք է օգտագործվեն նմուշի պատրաստման ողջ գործընթացում՝ երկաթով աղտոտվածությունից խուսափելու համար:

Բացի այդ, բարձր մաքրության քվարցի նմուշի տարրալուծումը և տարրալվացման նախապատրաստումը ծայրահեղ մաքուր լաբորատոր պայմաններում կօգնի խուսափել օդի աղտոտվածությունից և նվազեցնել հայտնաբերման սխալները:

GlobalQT-ն մասնագիտացած է քվարցային խողովակների և քվարցային խողովակների տաքացուցիչների մեջ, առաջարկելով հարմարեցված լուծումներ բարձր մաքրության քվարցի արդյունաբերության համար ամբողջ աշխարհում։ Մենք նվիրված ենք որակին, մրցունակ գներին և մեր հաճախորդների հատուկ պահանջների բավարարմանը։ Հուսալի սպասարկման և փորձագիտության համար համագործակցեք Գլոբալ qt. Կապվեք մեզ հետ՝ contact@globalquartztube.com հասցեով։.