Ítarleg greining: Hvað er High-Purity Quartz Technology?

Háhreint kvars vísar til kvarsraðar vörur með SiO2 hreinleika sem er meiri en 99,9%. Það er efnisgrunnurinn fyrir hágæða vörur í kísiliðnaðinum, mikið notaðar í iðnaði eins og ljósvökva, rafrænar upplýsingar, sjónsamskipti og rafljósgjafa. Það gegnir mikilvægri stöðu og hlutverki í stefnumótandi vaxandi atvinnugreinum nýrra efna og nýrrar orku.

Byggt á SiO2 hreinleika er hægt að flokka það í:

• Lágmark með SiO2 ≥ 99,9% (3N)
• Miðenda með SiO2 ≥ 99.99% (4N)
• Hágæða með SiO2 ≥ 99,998% (4N8)

Það er einnig hægt að flokka út frá heildarmagni óhreinindaþátta eins og Al, B, Li, K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni, osfrv., í:

• Lágmark ≤ 1000×10^-6
• Miðja ≤ 100×10^-6
• Hágæða ≤ 20×10^-6

Hverri hreinleikagráðu af háhreinleika kvarsi má skipta í afbrigði eins og 40-80 möskva, 80-140 möskva, 80-200 möskva, 80-300 möskva, og svo framvegis.

Háhreint kvarstækni er kerfisbundið verkfræðiverkefni sem felur í sér háhreinleika kvarshráefnisvalstækni, vinnslutækni, vinnslubúnaðartækni og gæðaeftirlitstækni. Þessir þættir eru bæði sjálfstæðir og innbyrðis tengdir og mynda alhliða tæknilega heild.

Upphaflega var kvars með miklum hreinleika unnið úr fyrsta og annars flokks náttúrulegum kristöllum. Náttúrulegir kristallar myndast venjulega í kristalholsumhverfi við ákveðnar jarðfræðilegar aðstæður. Sérhæfni tilurðarinnar leiðir til tveggja eðlislægra annmarka:

1. Lítil forði og léleg námuskilyrði, sem eftir áralanga uppbyggingu og nýtingu leiða óhjákvæmilega til auðlindaskorts, hás verðs og vanhæfni til að mæta þörfum stóriðjuframleiðslu.

2. Efnasamsetning steinefnakristalla er óstöðug og undir áhrifum af breytingum á kristallað umhverfi. Þetta leiðir til verulegra sveiflna í efnasamsetningu hráefnis í stórum iðnaði, sem gerir stöðlun hráefna erfiða og getur ekki uppfyllt þarfir háþróaðrar, hreinnar kvarsafurðaframleiðslu.

Þess vegna er nauðsynlegt að byrja á öðrum kvars steinefnum til að leysa í grundvallaratriðum vandamálið með háhreinleika kvars hráefnis, sem er grunn tæknileg nálgun innanlands og utan.

Á tíunda áratugnum vann Japan gegnsætt kvars með miklum hreinleika með því að nota fínkornað kvarsít sem hráefni.

Rússland og Þýskaland unnu háhreint kvars með því að nota bláæðakvars og myndbreytt kvarsít sem hráefni.

Á níunda áratugnum vann bandaríska fyrirtækið PPCC háhreint kvars með því að nota granít frá Foxdale svæðinu á norðvesturströnd Englands sem hráefni í vestur-evrópsk kvarsgler. SiO2 hreinleiki vörunnar var 4N, Fe innihald <1×10^-6 og innihald annarra óhreinindaþátta <5×10^-6.

Frá og með 1990 byrjaði bandaríska fyrirtækið Unimin að þróa og nýta pegmatít granítið á Spruce Pine svæðinu í Norður-Karólínu á áhrifaríkan hátt. Það hefur þróað háhreinleika kvarsraðar vörur eins og IOTA-STD (staðlaða einkunn), IOTA-4, IOTA-6 og IOTA-8, nánast einokað alþjóðlegan markað og orðið alþjóðlegur staðall.

Það er augljóst að fyrir utan náttúrulegan kristal, bláæðakvars og granítkvars af sex upprunanum hér að ofan, eru kvars steinefni tilvalin hráefni til að vinna miðjan og háþróuð kvarsafurðir.

Ekki er hægt að vinna allt bláæðakvars og granítkvars í háhreint kvars, miðað við núverandi vinnslutækni. Aðeins örfáar, jafnvel afar sjaldgæfar, er hægt að vinna í hágæða vörur.

Það er, að velja bláæðakvars eða granítkvars er aðeins rétt almenn stefna; það leysir ekki lykilmálið um sérstakt hráefnisval.

Aðalástæðan er tilvist ýmissa undirskiptra tilurðunartegunda af bláæðakvars og graníti, undir áhrifum frá jarðfræðilegum aðstæðum sem mynda málmgrýti. Það er einnig marktækur munur á steinefnafræði, jarðfræði og málmgrýtisútfellingareiginleikum bláæðakvars og graníts af sömu upprunagerð.

Samkvæmt skýrslum er bandaríska fyrirtækið Unimin mjög sértækt varðandi háhreint kvarshráefni og hefur strangar kröfur.

Unimin Quartz hráefnisvalviðmið: Einn er kvars með minnstu óhreinindum í kristalbyggingunni, svo sem IOTA-STD álinnihald (14-18)×10^-6, IOTA-4 álinnihald (8-10)×10^ -6; hitt er kvars með færri gas-vökva innifalið, svo sem pegmatít granít og kristal.

Sýnt hefur verið fram á að innihald óhreinindaþátta í hráefninu er ekki einfaldlega í samræmi við gæði þess. Þess í stað snýr það að sértækni óhreininda sem ákvarðast af steinefnafræðilegum ferli hráefnisins. Til dæmis, þrátt fyrir mikið innihald óhreinindaþátta í Spruce Pine pegmatite bergsýnum í Bandaríkjunum, eru þau notuð sem hráefni fyrir hágæða vörur IOTA.

Eins og er, eru helstu vinnslutækni fyrir kvars með miklum hreinleika flokkun, skrúbb, útskolun efnasýru, flot (bæði flúor sem inniheldur og ekki flúor flot), þyngdarafl aðskilnað, segulmagnaðir aðskilnaður, klórbrennslubrennsla og útskolun örvera. Hráefnin sem notuð eru eru bláæðakvars, pegmatítgranít, kvarsít og kvarssandsteinn.

Æðakvars er kviku-vatnshitaæð sem tengist graníti, aðallega í óreglulegum bláæðum. Bláæðakvars er hreint hvítt með feitum ljóma og miklum hreinleika, með SiO2 innihald þess yfir 99%. Í Kína eru bláæðakvarsnámur aðallega staðsettar á svæðum eins og Jiangsu Donghai, Sichuan, Heilongjiang, Hubei o.s.frv. Qichun-sýslu í Hubei-héraði hefur kvarssteinsforða sem er yfir 100 milljónir tonna með meira en 99.98% kísilinnihald, sem er í fyrsta sæti í landi.

Kvarsít er myndað úr kísilbergi eða kvarssandsteinum í gegnum röð myndbreytinga og hitauppstreymis, með kvarssteinefni sem er yfirleitt meira en 85%. Það er oft tengt við túrmalín, sirkon, gljásteinn, feldspat og leirsteinefni, með hörku og þéttleika hærri en kvarssandsteinn. Kvarsítnámum er dreift í Qinghai, Anhui, Liaoning, Shaanxi o.s.frv., og eru ein helsta uppspretta kísilkenndra steinefnahráefna í Kína.

Kvarssandsteinn er sameinað klastískt berg með kvarsbrotainnihald meira en 95%. Það er oft tengt við túrmalín, rútíl, magnetít, gljástein, feldspat og leirsteinefni. Í Kína er kvarssandsteinsnámum dreift í Sichuan, Hunan, Jiangsu, Zhejiang, Yunnan, Shandong, osfrv. Þetta eru aðalhráefnin til að vinna úr gleri, keramik, steypu og öðrum kvars iðnaðar steinefnum og efnum.

Hráefnið í bandarísku Unimin TOTA röðina með háhreinleika kvarssandi er pegmatít granít. Hins vegar gætu rannsóknir á þessu sviði verið sterkari í Kína og engin tilkynnt afrek hafa náðst í vinnslu á háhreinum kvarssandi úr pegmatítgraníti.

Í samanburði við almenna steinefnavinnslu hefur vinnslubúnaður fyrir kvarssand með miklum hreinleika eftirfarandi eiginleika:

Sýruskolun og vatnsþvottur eru mikilvægir hlekkir í vinnslutækninni fyrir háhreinleika kvarssands. Vegna ákaflega hárra SiO2 hreinleikakrafna og lágs innihalds óhreinindaþátta í háhreinu kvarsi, verður hreinleiki sýra og vatns sem notað er að uppfylla samsvarandi kröfur; annars er erfitt að framleiða hæfar vörur.

Útskolun heits sýru gegnir lykilhlutverki í hreinsunarvinnslu á háhreinu kvarsi. Einn af mikilvægum efnafræðilegum eiginleikum kvarssins er framúrskarandi sýruþol (nema HF), en aðrir málmóhreinindi í málmgrýti hafa almennt lélega sýruþol. Þessi áhrif eru meira áberandi við ákveðin hitastig.

Háhreinleika kvarsvinnslu sýru útskolun tækni notar þessa meginreglu til að ná fram efnahreinsun. Rannsóknir hafa sýnt að með því að nota viðeigandi sýruformúlu í samræmi við eiginleika steinefnahráefnanna er hægt að fjarlægja málmsteinefni, steinefni sem innihalda járn, karbónatsteinefni og þunnfilmujárn á milli kvarsagna í hráefnunum betur.

Ef ákveðið magn af HF-sýru er bætt við sýruformúlusamsetninguna hefur það betri áhrif á að fjarlægja snefilgljáa- og feldspatóhreinindi í hráefnum. Þess vegna eru sterk ætandi hvarfefni eins og heit sýra og HF-sýra oft notuð.

Reynsla hefur sannað að í hreinsunarvinnslu á háhreinu kvarsi, hafa öll efni sem eru í snertingu við hráefnin, svo sem ílát, veruleg áhrif á gæði sýnanna. Strangt eftirlit með efnisstöðlum í öllum vinnsluhlekkjum á háhreinum kvarssandi er lykillinn að því að tryggja gæði.

Eiginleikar hárhreinleika kvars SiO2 hreinleika tryggja að engin mengun getur verið í framleiðsluferlinu. Hins vegar, vegna langs vinnsluflæðis og flókinnar tækni kvarssands með miklum hreinleika, er ekki auðvelt að innsigla framleiðsluferlið að fullu.

Til að koma í veg fyrir rykmengun í lofti þarf að gera strangar kröfur til loftumhverfis um framleiðslu, pökkun, geymslu o.fl.

Miklar öryggiskröfur: Framleiðslulínan sem samanstendur af sterkum ætandi hvarfefnum, eitruðum lofttegundum (ef klórsteiktun er notuð), háan hita osfrv., verður að hafa meiri framleiðsluöryggisábyrgð.

Sérstök eðli ofangreindra vinnsluskilyrða ákvarðar miklar kröfur til framleiðslubúnaðar fyrir kvarsvinnslu með miklum hreinleika. Þróun á öruggum, umhverfisvænum, orkusparandi og skilvirkum framleiðslubúnaði er lykilskilyrði þess að ná umfangi og iðnvæðingu.

Heildarinnihald óhreinindaþátta eins og Al, B, Li, K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni, osfrv., í bandarískum Unimin IOTA-STD vörum er venjulega < 20× 10^-6, með hámarksgildi < 22×10^-6. Fyrir slík háhrein efni er erfitt að uppfylla kröfur um gæðaeftirlit með efnagreiningaraðferðum og röntgenflúrljómun litrófsgreiningar (XRF).

Til að greina málmþætti, sérstaklega snefilefni, hefur inductive coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) flesta kosti, með góðum greiningarmörkum, mikilli greiningarnákvæmni, stuttri tímanotkun og mikilli næmni. Eins og er, hefur ICP-OES orðið áhrifarík aðferð til að greina snefilefnaíhluti af háhreinum efnum.

ICP uppgötvunartækni er mikilvægur stuðningur og hluti af háhreinleika kvarstækni, sem hefur hagnýta og fræðilega þýðingu til að stuðla að þróun háhreinleika kvarstækni Kína.

Háhreint kvars hefur stöðuga eðlis- og efnafræðilega eiginleika, með eiginleika eins og lágt óhreinindi og erfiða upplausn málmgrýtis. Í því ferli að leysa upp og skola út kvarsskynjunarsýni með mikilli hreinleika, eru grunnþættirnir sem taka þátt í sýnisþyngd, samsetningu hvarfefna, skammtur hvarfefna, hreinleika hvarfefna osfrv.

Þessi tækni felur í sér undirbúning sýna og tækjagreiningu, sem eru tveir meginhlutar. Lykiltæknin er upplausn og útskolun sýnisins.

Tilraunir hafa sýnt að í undirbúningsferli sýnis mun sýnisþyngd, samsetning hvarfefna, skammtur hvarfefna og hreinleiki hvarfefna sem notuð eru hafa mikilvæg áhrif á niðurstöður ICP greiningar.

Magn af háhreinu kvarsi notað ≥2000mg; Hreinleiki hvarfefna er háhreinleiki (MOS eða BV-III), hvarfefnasamsetning er HF+HNO3; þétt HNO3 er notað þrisvar sinnum, með heildarmagn ≥5mL; HF skammtur er 25ml.

Samkvæmt vinnslutæknieiginleikum og hreinleikakröfum kvarssands með miklum hreinleika, má ekki nota stálsíur í öllu sýnisframleiðsluferlinu til að forðast járnmengun.

Að auki mun það að koma í veg fyrir óhreinindi í lofti að koma í veg fyrir óhreinindi í lofti og draga úr skynjunarskekkjum með því að framkvæma upplausn og útskolunarundirbúning með mikilli hreinni kvarssýni við ofurhreinar aðstæður á rannsóknarstofu.

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 GlobalQT. Contact us at contact@globalquartztube.com.