Padziļināta analīze: kas ir augstas tīrības pakāpes kvarca tehnoloģija?

Augstas tīrības pakāpes kvarcs attiecas uz kvarca sērijas izstrādājumiem, kuru SiO2 tīrība ir lielāka par 99,9%. Tas ir materiāls pamats augstas klases produktiem silīcija rūpniecībā, ko plaši izmanto tādās nozarēs kā fotoelementi, elektroniskā informācija, optiskie sakari un elektroluminiscējošie avoti. Tai ir nozīmīga vieta un loma stratēģiski topošajās jaunu materiālu un jaunas enerģijas nozarēs.

Pamatojoties uz SiO2 tīrību, to var iedalīt:

• Zemākās klases ar SiO2 ≥ 99,9% (3N)
• Vidējā daļa ar SiO2 ≥ 99.99% (4N)
• Augstākās klases ar SiO2 ≥ 99.998% (4N8)

To var arī klasificēt, pamatojoties uz piemaisījumu elementu, piemēram, Al, B, Li, K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni utt., kopējo daudzumu:

• Zemākās klases ≤ 1000 × 10^-6
• Vidējā daļa ≤ 100 × 10^-6
• Augstākās klases ≤ 20×10^-6

Katru augstas tīrības pakāpes kvarca tīrības pakāpi var iedalīt tādās šķirnēs kā 40-80 acs, 80-140 acs, 80-200 acs, 80-300 acs utt.

Augstas tīrības pakāpes kvarca tehnoloģija ir sistemātisks inženiertehnisks projekts, kas ietver augstas tīrības pakāpes kvarca izejvielu atlases tehnoloģiju, apstrādes tehnoloģiju, apstrādes iekārtu tehnoloģiju un kvalitātes pārbaudes tehnoloģiju. Šie aspekti ir gan neatkarīgi, gan savstarpēji saistīti, veidojot visaptverošu tehnoloģisko veselumu.

Sākotnēji augstas tīrības pakāpes kvarcs tika apstrādāts no pirmās un otrās šķiras dabiskajiem kristāliem. Dabiskie kristāli parasti veidojas kristāla dobuma vidē noteiktos ģeoloģiskos apstākļos. To ģenēzes specifika rada divus raksturīgus trūkumus:

1. Nelielas rezerves un slikti ieguves apstākļi, kas pēc gadiem ilgas izstrādes un izmantošanas neizbēgami noved pie resursu trūkuma, augstām cenām un nespējas apmierināt liela mēroga rūpnieciskās ražošanas vajadzības.

2. Minerālu kristālu ķīmiskais sastāvs ir nestabils un to ietekmē kristāliskās vides izmaiņas. Tas izraisa ievērojamas izejvielu ķīmiskā sastāva svārstības liela mēroga rūpnieciskos lietojumos, apgrūtinot izejvielu standartizāciju un nespējot apmierināt augstas klases, augstas tīrības pakāpes kvarca produktu ražošanas vajadzības.

Tādējādi ir jāsāk ar citiem kvarca minerālu resursiem, lai fundamentāli atrisinātu augstas tīrības pakāpes kvarca izejvielu problēmu, kas ir galvenā tehniskā pieeja vietējā un starptautiskā mērogā.

Deviņdesmitajos gados Japāna apstrādāja caurspīdīgu augstas tīrības pakāpes kvarcu, kā izejvielu izmantojot smalkgraudainu kvarcītu.

Krievija un Vācija apstrādāja augstas tīrības pakāpes kvarcu, kā izejvielu izmantojot vēnu kvarcu un metamorfo kvarcītu.

Astoņdesmitajos gados amerikāņu kompānija PPCC apstrādāja augstas tīrības pakāpes kvarcu, izmantojot granītu no Foksdeilas apgabala Anglijas ziemeļrietumu krastā kā Rietumeiropas kvarca stikla izejvielu. Produkta SiO2 tīrība bija 4N, Fe saturs < 1×10^-6 un citu piemaisījumu elementu saturs < 5×10^-6.

Sākot ar deviņdesmitajiem gadiem, amerikāņu uzņēmums Unimin sāka efektīvi izstrādāt un izmantot pegmatīta granītu Spruce Pine apgabalā Ziemeļkarolīnā. Tā ir izstrādājusi augstas tīrības pakāpes kvarca sērijas produktus, piemēram, IOTA-STD (standarta klase), IOTA-4, IOTA-6 un IOTA-8, gandrīz monopolējot starptautisko tirgu un kļūstot par starptautisku standartu.

Ir skaidrs, ka, izņemot dabisko kristālu, dzīslu kvarcu un granīta kvarcu starp sešām iepriekš minētajām ģenēzēm, kvarca minerālu resursi ir ideāli izejmateriāli vidēja un augstākās klases augstas tīrības kvarca izstrādājumu apstrādei.

Ne visu dzīslu kvarcu un granīta kvarcu var pārstrādāt augstas tīrības kvarcā, ņemot vērā pašreizējo apstrādes tehnoloģiju līmeni. Tikai ļoti dažus, pat ārkārtīgi retus, var pārstrādāt augstākās klases produktos.

Tas ir, dzīslu kvarca vai granīta kvarca izvēle ir tikai pareizais vispārīgais virziens; tas neatrisina galveno jautājumu par konkrētu izejvielu izvēli.

Galvenais iemesls ir dažādu kvarca un granīta ģenēzes veidu pastāvēšana, ko ietekmē rūdu veidojošie ģeoloģiskie apstākļi. Būtiskas atšķirības ir arī viena un tā paša ģenēzes tipa dzīslu kvarca un granīta mineraloģijas, petroloģijas un rūdas atradņu raksturlielumos.

Saskaņā ar ziņojumiem amerikāņu uzņēmums Unimin ir ļoti selektīvs attiecībā uz augstas tīrības kvarca izejvielām un tai ir stingras prasības.

Unimin kvarca izejvielu atlases kritēriji: viens ir kvarcs ar vismazāko piemaisījumu kristāla struktūrā, piemēram, IOTA-STD alumīnija saturs (14-18) × 10^-6, IOTA-4 alumīnija saturs (8-10) × 10^ -6; otrs ir kvarcs ar mazāku gāzes un šķidruma ieslēgumu skaitu, piemēram, pegmatīta granītu un kristālu.

Ir pierādīts, ka piemaisījumu elementu saturs izejmateriālā vienkārši neatbilst tā kvalitātei. Tā vietā tas attiecas uz piemaisījumu selektivitāti, ko nosaka izejmateriāla procesa mineraloģiskās īpašības. Piemēram, neskatoties uz augsto piemaisījumu elementu saturu Spruce Pine pegmatīta iežu paraugos Amerikas Savienotajās Valstīs, tie tiek izmantoti kā izejvielas IOTA augstākās klases produktiem.

Pašlaik galvenās augstas tīrības pakāpes kvarca apstrādes tehnoloģijas ietver šķirošanu, attīrīšanu, ķīmisko skābju izskalošanu, flotāciju (gan fluoru saturošu, gan bezfluoru), gravitācijas atdalīšanu, magnētisko atdalīšanu, hlorēšanu, grauzdēšanu un mikrobu izskalošanu. Izmantotās izejvielas ir dzīslu kvarcs, pegmatīta granīts, kvarcīts un kvarca smilšakmens.

Vēnu kvarcs ir magmatiski-hidrotermiska vēna, kas saistīta ar granītu, galvenokārt neregulāras vēnu formās. Vēnu kvarcs ir tīri balts ar taukainu spīdumu un augstu tīrības pakāpi, un tā SiO2 saturs pārsniedz 99%. Ķīnā vēnu kvarca raktuves galvenokārt atrodas tādos apgabalos kā Jiangsu Donghai, Sichuan, Heilongjiang, Hubei uc Hubei provinces Qichun apgabalā ir kvarca akmens rezerves, kas pārsniedz 100 miljonus tonnu ar silīcija saturu vairāk nekā 99,98%, ieņemot pirmo vietu valsts.

Kvarcīts veidojas no silīcija iežiem vai kvarca smilšakmeņiem, veicot vairākas metamorfozes un termisko kontaktu, un kvarca minerālu saturs parasti pārsniedz 85%. To bieži saista ar turmalīnu, cirkonu, vizlu, laukšpatu un māla minerāliem, kuru cietība un blīvums ir augstāks nekā kvarca smilšakmens. Kvarcīta raktuves tiek izplatītas Qinghai, Anhui, Liaoning, Shaanxi uc, un tās ir viens no galvenajiem silīcija minerālu izejvielu avotiem Ķīnā.

Kvarca smilšakmens ir konsolidēts plastiskais iezis ar kvarca fragmentu saturu vairāk nekā 95%. To bieži saista ar turmalīnu, rutilu, magnetītu, vizlu, laukšpatu un mālu minerāliem. Ķīnā kvarca smilšakmens raktuves tiek izplatītas Sičuaņā, Hunaņā, Dzjansu, Džedzjanā, Junaņā, Šandunā uc Tās ir galvenās izejvielas stikla, keramikas, liešanas un citu kvarca rūpniecisko minerālu un materiālu apstrādei.

Amerikāņu Unimin TOTA sērijas augstas tīrības pakāpes kvarca smilšu izejviela ir pegmatīta granīts. Tomēr pētījumi šajā jomā varētu būt spēcīgāki Ķīnā, un nav ziņots par sasniegumiem augstas tīrības pakāpes kvarca smilšu apstrādē no pegmatīta granīta.

Salīdzinot ar vispārējo minerālu apstrādes inženieriju, augstas tīrības pakāpes kvarca smilšu apstrādes iekārtām ir šādas īpašības:

Skābes izskalošanās un mazgāšana ar ūdeni ir svarīgas saites augstas tīrības kvarca smilšu apstrādes tehnoloģijā. Sakarā ar ārkārtīgi augstām SiO2 tīrības prasībām un zemo piemaisījumu elementu saturu augstas tīrības pakāpes kvarcā, izmantoto skābju un ūdens tīrībai jāatbilst atbilstošām prasībām; pretējā gadījumā ir grūti ražot kvalificētus produktus.

Karstās skābes izskalošanai ir galvenā loma augstas tīrības pakāpes kvarca attīrīšanas apstrādē. Viena no svarīgajām kvarca ķīmiskajām īpašībām ir lieliska skābju izturība (izņemot HF), savukārt citiem rūdas metālu piemaisījumu komponentiem parasti ir slikta skābju izturība. Šis efekts ir izteiktāks noteiktos temperatūras apstākļos.

Augstas tīrības pakāpes kvarca apstrādes skābes izskalošanas tehnoloģija izmanto šo principu, lai panāktu ķīmisko attīrīšanu. Pētījumi liecina, ka, izmantojot atbilstošu skābes formulu atbilstoši minerālu izejvielu īpašībām, var labāk noņemt metālu minerālus, dzelzi saturošus minerālus, karbonātu minerālus un plānslāņa dzelzi starp kvarca daļiņām izejvielās.

Ja skābes formulas kombinācijai pievieno noteiktu daudzumu HF skābes, tas labāk noņem vizlas un laukšpata piemaisījumus izejvielās. Tāpēc bieži tiek izmantoti spēcīgi kodīgi reaģenti, piemēram, karstā skābe un HF skābe.

Prakse ir pierādījusi, ka augstas tīrības pakāpes kvarca attīrīšanas apstrādē jebkuri materiāli, kas nonāk saskarē ar izejvielām, piemēram, konteineri, būtiski ietekmē paraugu kvalitāti. Stingra materiālu standartu kontrole visos augstas tīrības kvarca smilšu apstrādes posmos ir kvalitātes nodrošināšanas atslēga.

Augstas tīrības pakāpes kvarca SiO2 tīrības īpašības nodrošina, ka ražošanas procesā nevar rasties piesārņojums. Tomēr augstas tīrības pakāpes kvarca smilšu ilgās apstrādes plūsmas un sarežģītās tehnoloģijas dēļ nav viegli pilnībā noslēgt ražošanas procesu.

Lai novērstu gaisa piesārņojumu ar putekļiem, ir jāizvirza stingras prasības gaisa videi ražošanas, iepakošanas, uzglabāšanas u.c.

Augstas drošības prasības: Ražošanas līnijai, kas sastāv no spēcīgiem kodīgiem reaģentiem, toksiskām gāzēm (ja tiek izmantota hlorēšanas apdedzināšana), augstām temperatūrām utt., Ir jābūt augstākām ražošanas drošības garantijām.

Iepriekš minēto procesa apstākļu īpatnība nosaka augstās prasības augstas tīrības pakāpes kvarca apstrādes ražošanas iekārtām. Drošu, videi draudzīgu, enerģiju taupošu un efektīvu ražošanas iekārtu izstrāde ir galvenais nosacījums mēroga un industrializācijas īstenošanai.

Kopējais piemaisījumu elementu saturs, piemēram, Al, B, Li, K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni utt., Amerikas Unimin IOTA-STD produktos parasti ir < 20 × 10^-6, ar maksimālo vērtību < 22×10^-6. Šādām augstas tīrības pakāpes vielām ķīmiskās analīzes metodes un rentgena fluorescences spektroskopija (XRF) ir grūti izpildīt to kvalitātes pārbaudes prasības.

Metāla elementu, īpaši metālu mikroelementu, noteikšanai vislielākās priekšrocības ir induktīvi savienotajai plazmas optiskās emisijas spektrometrijai (ICP-OES) ar labām noteikšanas robežām, augstu noteikšanas precizitāti, īsu laika patēriņu un augstu jutību. Pašlaik ICP-OES ir kļuvusi par efektīvu metodi augstas tīrības materiālu ķīmisko komponentu pēdu noteikšanai.

ICP noteikšanas tehnoloģija ir svarīgs augstas tīrības kvarca tehnoloģijas atbalsts un sastāvdaļa, kam ir praktiska un teorētiska nozīme Ķīnas augstas tīrības pakāpes kvarca tehnoloģijas attīstības veicināšanā.

Augstas tīrības pakāpes kvarcam ir stabilas fizikālās un ķīmiskās īpašības ar tādām īpašībām kā zems piemaisījumu saturs un sarežģīta rūdas šķīdināšana. Augstas tīrības pakāpes kvarca noteikšanas paraugu šķīdināšanas un izskalošanās procesā galvenie faktori ir parauga svars, reaģentu kombinācija, reaģenta deva, reaģenta tīrība utt.

Šī tehnoloģija ietver paraugu sagatavošanu un instrumentu noteikšanu, kas ir divas galvenās daļas. Galvenā tehnoloģija ir parauga šķīdināšana un sagatavošana izskalošanai.

Eksperimenti ir parādījuši, ka parauga sagatavošanas procesā parauga svars, reaģenta kombinācija, izmantotā reaģenta deva un reaģenta tīrība būtiski ietekmēs ICP noteikšanas rezultātus.

Izmantotais augstas tīrības pakāpes kvarca daudzums ≥2000mg; reaģenta tīrība ir augstas tīrības pakāpe (MOS vai BV-III), reaģenta kombinācija ir HF+HNO3; koncentrēts HNO3 tiek izmantots trīs reizes, ar kopējo daudzumu ≥5mL; HF deva ir 25 ml.

Saskaņā ar augstas tīrības pakāpes kvarca smilšu apstrādes tehnoloģijas īpašībām un tīrības prasībām tērauda sietus nedrīkst izmantot visā parauga sagatavošanas procesā, lai izvairītos no dzelzs piesārņojuma.

Turklāt augstas tīrības pakāpes kvarca paraugu šķīdināšana un izskalošanās sagatavošana īpaši tīros laboratorijas apstākļos palīdzēs izvairīties no gaisa piemaisījumu piesārņojuma un samazinās noteikšanas kļūdas.

GlobalQT specializējas kvarca caurulēs un kvarca cauruļu sildītājos, nodrošinot pielāgotus risinājumus augstas tīrības pakāpes kvarca rūpniecībai visā pasaulē. Mēs esam apņēmušies nodrošināt kvalitāti, konkurētspējīgas cenas un apmierināt mūsu klientu īpašās vajadzības. Lai saņemtu uzticamu apkalpošanu un kompetenci, sadarbojieties ar GlobalQT. Sazinieties ar mums, rakstot uz contact@globalquartztube.com.