Chuqur tahlil: yuqori toza Kvarts texnologiyasi nima?

Yuqori toza kvarts SiO2 tozaligi 99,9% dan yuqori bo'lgan kvarts seriyali mahsulotlarga tegishli. Bu fotovoltaik, elektron axborot, optik aloqa va elektroluminesans manbalari kabi sohalarda keng qo'llaniladigan kremniy sanoatidagi yuqori darajadagi mahsulotlarning moddiy asosidir. U yangi materiallar va yangi energiyaning strategik rivojlanayotgan tarmoqlarida muhim o'rin va rolga ega.

SiO2 tozaligiga qarab, uni quyidagilarga bo'lish mumkin:

• SiO2 ≥ 99,9% (3N) bilan past darajali
• SiO2 ≥ 99,99% (4N) bilan o'rta uchi
• SiO2 ≥ 99,998% (4N8) bilan yuqori darajadagi

Al, B, Li, K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni va boshqalar kabi nopok elementlarning umumiy miqdori bo'yicha ham tasniflanishi mumkin:

• Past darajali ≤ 1000×10^-6
• Oʻrta ≤ 100×10^-6
• Yuqori darajali ≤ 20×10^-6

Yuqori toza kvartsning har bir tozalik darajasi 40-80 mesh, 80-140 mesh, 80-200 mesh, 80-300 mesh va boshqalar kabi navlarga bo'linishi mumkin.

Yuqori toza kvarts texnologiyasi - bu yuqori toza kvarts xomashyosini tanlash texnologiyasi, qayta ishlash texnologiyasi, qayta ishlash uskunalari texnologiyasi va sifatni tekshirish texnologiyasini o'z ichiga olgan tizimli muhandislik loyihasi. Bu jihatlar ham mustaqil, ham o‘zaro bog‘liq bo‘lib, yaxlit texnologik yaxlitlikni tashkil etadi.

Dastlab, yuqori toza kvarts birinchi va ikkinchi darajali tabiiy kristallardan qayta ishlandi. Tabiiy kristallar odatda ma'lum geologik sharoitlarda kristall bo'shliq muhitida hosil bo'ladi. Ularning kelib chiqishining o'ziga xosligi ikkita o'ziga xos kamchilikka olib keladi:

1. Kichik zahiralar va konchilikning yomon sharoitlari, yillar davomida ishlab chiqish va foydalanishdan keyin muqarrar ravishda resurs tanqisligiga, yuqori narxlarga va yirik sanoat ishlab chiqarish ehtiyojlarini qondirishga qodir emas.

2. Mineral kristallarning kimyoviy tarkibi beqaror va kristall muhitning o'zgarishi ta'sirida. Bu yirik sanoat dasturlarida xom ashyo kimyoviy tarkibida sezilarli tebranishlarga olib keladi, bu xom ashyoni standartlashtirishni qiyinlashtiradi va yuqori sifatli, yuqori toza kvarts mahsuloti ishlab chiqarish ehtiyojlarini qondira olmaydi.

Shunday qilib, mahalliy va xalqaro miqyosda asosiy texnik yondashuv bo'lgan yuqori toza kvarts xomashyosi muammosini tubdan hal qilish uchun boshqa kvarts mineral resurslaridan boshlash kerak.

1990-yillarda Yaponiya xom ashyo sifatida nozik taneli kvartsitdan foydalangan holda shaffof yuqori toza kvartsni qayta ishladi.

Rossiya va Germaniya xom ashyo sifatida tomir kvartsi va metamorfik kvartsitdan foydalangan holda yuqori toza kvartsni qayta ishladi.

1980-yillarda Amerikaning PPCC kompaniyasi G'arbiy Evropa kvarts oynasi uchun xom ashyo sifatida Angliyaning shimoli-g'arbiy sohilidagi Foxdale hududidan granit yordamida yuqori toza kvartsni qayta ishladi. Mahsulotning SiO2 tozaligi 4N, Fe tarkibi <1×10^-6 va boshqa nopoklik elementlari tarkibi <5×10^-6 edi.

1990-yillardan boshlab Amerikaning Unimin kompaniyasi Shimoliy Karolinadagi Spruce Pine hududida pegmatit granitini ishlab chiqish va undan samarali foydalanishni boshladi. U IOTA-STD (standart sinf), IOTA-4, IOTA-6 va IOTA-8 kabi yuqori tozalikdagi kvarts seriyali mahsulotlarni ishlab chiqdi, deyarli xalqaro bozorni monopolizatsiya qildi va xalqaro standartga aylandi.

Ko'rinib turibdiki, yuqoridagi olti genezda tabiiy kristall, tomir kvarts va granit kvartsdan tashqari, kvarts mineral resurslari o'rta va yuqori sifatli yuqori toza kvarts mahsulotlarini qayta ishlash uchun ideal xom ashyo hisoblanadi.

Hozirgi ishlov berish texnologiyasi darajasini hisobga olgan holda, barcha tomir kvarts va granit kvartsni yuqori toza kvartsga qayta ishlash mumkin emas. Faqat juda oz sonli, hatto juda kamdan-kam hollarda yuqori sifatli mahsulotlarga qayta ishlanishi mumkin.

Ya'ni, tomir kvartsini yoki granit kvartsini tanlash faqat to'g'ri umumiy yo'nalishdir; u aniq xom ashyo tanlashning asosiy masalasini hal qilmaydi.

Asosiy sabab - ruda hosil qiluvchi geologik sharoitlar ta'sirida tomir kvarts va granitning turli xil bo'linadigan genezis turlarining mavjudligi. Xuddi shu genez tipdagi vena kvarts va granitning mineralogiyasi, petrologiyasi va ruda konlari xususiyatlarida ham sezilarli farqlar mavjud.

Ma'lumotlarga ko'ra, Amerikaning Unimin kompaniyasi yuqori toza kvarts xomashyosi bo'yicha juda tanlangan va qat'iy talablarga ega.

Unimin kvarts xomashyosini tanlash mezonlari: biri kristall strukturasida eng kam aralashmalarga ega bo'lgan kvartsdir, masalan, IOTA-STD alyuminiy tarkibi (14-18) × 10 ^ -6, IOTA-4 alyuminiy tarkibi (8-10) × 10 ^ -6; ikkinchisi - pegmatit granit va kristall kabi kamroq gaz-suyuqlik qo'shimchalari bo'lgan kvarts.

Xom ashyo tarkibidagi nopoklik elementlarining tarkibi shunchaki uning sifatiga mos kelmasligi ko'rsatilgan. Buning o'rniga, u xom ashyo jarayonining mineralogik xususiyatlari bilan aniqlangan aralashmalarning selektivligi bilan bog'liq. Misol uchun, Qo'shma Shtatlardagi Spruce Pine pegmatit tosh namunalarida yuqori nopoklik elementi tarkibiga qaramasdan, ular IOTA kompaniyasining yuqori sifatli mahsulotlari uchun xom ashyo sifatida ishlatiladi.

Hozirgi vaqtda yuqori sof kvartsni qayta ishlashning asosiy texnologiyalari tasniflash, tozalash, kimyoviy kislota bilan yuvish, flotatsiya (ftor o'z ichiga olgan va ftor bo'lmagan flotatsiya), gravitatsiyaviy ajratish, magnit ajratish, xlorli qovurish va mikroblarni yuvishdir. Amaldagi xom ashyo tomir kvarts, pegmatit granit, kvartsit va kvarts qumtoshini o'z ichiga oladi.

Tomir kvartsi granit bilan bog'liq bo'lgan magmatik-gidrotermal tomir bo'lib, asosan tartibsiz tomir shaklida. Vena kvartsi sof oq rangga ega bo'lib, uning tarkibida SiO2 miqdori 99% dan oshadi. Xitoyda tomir kvarts konlari asosan Jiangsu Donghai, Sichuan, Heilongjiang, Xubei va boshqalar kabi hududlarda joylashgan. Xubey provinsiyasining Qichun okrugi tarkibida 99,98% dan ortiq kremniy tarkibiga ega bo'lgan kvarts tosh zaxiralari 100 million tonnadan oshadi va bu dunyoda birinchi o'rinda turadi. mamlakat.

Kvarsit kremniyli jinslar yoki kvarts qumtoshlaridan bir qator metamorfoz va termal aloqa orqali hosil bo'ladi, kvarts mineral tarkibi odatda 85% dan oshadi. Ko'pincha turmalin, tsirkon, slyuda, dala shpati va gil minerallari bilan bog'liq bo'lib, qattiqligi va zichligi kvarts qumtoshidan yuqori. Kvarsit konlari Qinghay, Anhui, Liaoning, Shaanxi va boshqalarda tarqalgan va Xitoyda kremniyli mineral xom ashyoning asosiy manbalaridan biri hisoblanadi.

Kvarts qumtoshi - 95% dan ortiq kvarts bo'laklari bo'lgan mustahkamlangan singan jins. Ko'pincha turmalin, rutil, magnetit, slyuda, dala shpati va gil minerallari bilan bog'liq. Xitoyda kvarts qumtosh konlari Sichuan, Hunan, Jiangsu, Zhejiang, Yunnan, Shandong va boshqalarda taqsimlanadi, ular shisha, keramika, quyma va boshqa kvarts sanoat minerallari va materiallarini qayta ishlash uchun asosiy xom ashyo hisoblanadi.

Amerikaning Unimin TOTA seriyali yuqori toza kvarts qumi uchun xom ashyo pegmatit granitdir. Biroq, bu sohadagi tadqiqotlar Xitoyda kuchliroq bo'lishi mumkin va pegmatit granitdan yuqori toza kvarts qumini qayta ishlashda hech qanday yutuqlarga erishilmagan.

Umumiy mineralni qayta ishlash muhandisligi bilan taqqoslaganda, yuqori tozalikdagi kvarts qumini qayta ishlash uskunalari quyidagi xususiyatlarga ega:

Kislota bilan yuvish va suvni yuvish yuqori toza kvarts qumini qayta ishlash texnologiyasida muhim bo'g'indir. SiO2 tozaligining o'ta yuqori talablari va yuqori toza kvartsdagi nopoklik elementlarining pastligi tufayli kislotalar va ishlatiladigan suvning tozaligi tegishli talablarga javob berishi kerak; aks holda, malakali mahsulot ishlab chiqarish qiyin.

Issiq kislotali yuvish yuqori toza kvartsni tozalashda asosiy rol o'ynaydi. Kvarsning muhim kimyoviy xossalaridan biri kislotaga mukammal qarshilik (HF dan tashqari), rudadagi boshqa metall aralashmalari esa odatda zaif kislota qarshiligiga ega. Bu ta'sir ma'lum harorat sharoitida ko'proq namoyon bo'ladi.

Yuqori tozalikdagi kvarts kislotasini qayta ishlash texnologiyasi kimyoviy tozalashga erishish uchun ushbu printsipdan foydalanadi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, mineral xom ashyoning xususiyatlariga ko'ra tegishli kislota formulasidan foydalanish xom ashyo tarkibidagi kvarts zarralari orasidagi metall minerallar, temir o'z ichiga olgan minerallar, karbonat minerallari va yupqa plyonkali temirni yaxshiroq olib tashlashi mumkin.

Kislota formulasi birikmasiga ma'lum miqdorda HF kislotasi qo'shilsa, u xom ashyo tarkibidagi slyuda va dala shpati aralashmalarini olib tashlashga yaxshiroq ta'sir qiladi. Shuning uchun issiq kislota va HF kislotasi kabi kuchli korroziv reagentlar tez-tez ishlatiladi.

Amaliyot shuni ko'rsatdiki, yuqori toza kvartsni tozalashda xom ashyo bilan aloqa qiladigan har qanday materiallar, masalan, konteynerlar namunalar sifatiga sezilarli ta'sir qiladi. Yuqori toza kvarts qumini qayta ishlashning barcha bo'g'inlarida material standartlarini qat'iy nazorat qilish sifatni ta'minlashning kalitidir.

Yuqori toza kvarts SiO2 tozaligining xususiyatlari ishlab chiqarish jarayonida ifloslanish bo'lmasligini ta'minlaydi. Biroq, yuqori toza kvarts qumining uzoq ishlov berish oqimi va murakkab texnologiyasi tufayli ishlab chiqarish jarayonini to'liq yopish oson emas.

Havo changining ifloslanishini oldini olish uchun ishlab chiqarish, qadoqlash, saqlash va hokazolar uchun havo muhitiga qat'iy talablar qo'yilishi kerak.

Yuqori xavfsizlik talablari: Kuchli korroziv reagentlar, zaharli gazlar (agar xlorli qovurish ishlatilsa), yuqori haroratlar va boshqalardan tashkil topgan ishlab chiqarish liniyasi yuqori ishlab chiqarish xavfsizligi kafolatlariga ega bo'lishi kerak.

Yuqoridagi jarayon sharoitlarining o'ziga xos xususiyati yuqori tozalikdagi kvartsni qayta ishlash ishlab chiqarish uskunalariga yuqori talablarni belgilaydi. Xavfsiz, ekologik toza, energiya tejovchi va samarali ishlab chiqarish uskunalarini ishlab chiqish miqyos va sanoatlashtirishni amalga oshirishning asosiy shartidir.

Amerika Unimin IOTA-STD mahsulotlarida Al, B, Li, K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni va boshqalar kabi nopok elementlarning umumiy miqdori odatda < 20 × ni tashkil qiladi. 10^-6, maksimal qiymati < 22×10^-6. Bunday yuqori toza moddalar uchun kimyoviy tahlil usullari va rentgen-flüoresan spektroskopiya (XRF) ularning sifatini tekshirish talablariga javob berish qiyin.

Metall elementlarni, ayniqsa iz metall elementlarni aniqlash uchun induktiv ravishda bog'langan plazma optik emissiya spektrometriyasi (ICP-OES) yaxshi aniqlash chegaralari, yuqori aniqlik aniqligi, qisqa vaqt sarfi va yuqori sezuvchanlik bilan eng ko'p afzalliklarga ega. Hozirgi vaqtda ICP-OES yuqori toza materiallarning iz kimyoviy tarkibiy qismlarini aniqlashning samarali usuliga aylandi.

ICP aniqlash texnologiyasi Xitoyning yuqori toza kvarts texnologiyasini rivojlantirishni rag'batlantirish uchun amaliy va nazariy ahamiyatga ega bo'lgan yuqori toza kvarts texnologiyasining muhim yordami va tarkibiy qismidir.

Yuqori toza kvarts barqaror fizik va kimyoviy xususiyatlarga ega bo'lib, past nopoklik miqdori va rudaning qiyin erishi kabi xususiyatlarga ega. Yuqori tozalikdagi kvartsni aniqlash namunalarini eritish va yuvish jarayonida asosiy omillar namunaning og'irligi, reagent birikmasi, reagent dozasi, reagentning tozaligi va boshqalarni o'z ichiga oladi.

Ushbu texnologiya ikkita asosiy qism bo'lgan namunalarni tayyorlash va asboblarni aniqlashni o'z ichiga oladi. Asosiy texnologiya namunani eritish va yuvish uchun tayyorlashdir.

Tajribalar shuni ko'rsatdiki, namunani tayyorlash jarayonida namunaning og'irligi, reaktiv birikmasi, ishlatiladigan reagent dozasi va reagentning tozaligi ICPni aniqlash natijalariga muhim ta'sir ko'rsatadi.

Ishlatilgan yuqori tozalikdagi kvarts miqdori ≥2000mg; reagentning tozaligi yuqori tozalik darajasi (MOS yoki BV-III), reaktiv birikmasi HF+HNO3; konsentrlangan HNO3 uch marta ishlatiladi, umumiy miqdori ≥5ml; HF dozasi 25 ml ni tashkil qiladi.

Yuqori toza kvarts qumini qayta ishlash texnologiyasi xususiyatlariga va tozalik talablariga ko'ra, temirning ifloslanishini oldini olish uchun barcha namunalarni tayyorlash jarayonida po'lat elaklardan foydalanmaslik kerak.

Bundan tashqari, yuqori tozalikdagi kvarts namunasini eritish va yuvish tayyorlashni o'ta toza laboratoriya sharoitida o'tkazish havo ifloslanishining oldini olishga va aniqlash xatolarini kamaytirishga yordam beradi.

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.