Өндөр ц purity c quartz элсийг боловсруулах 4 түгээмэл арга

2025-03-27

Өндөр ц purityр Quartz элс нь дэвшилтэт технологиудын хөгжлийн материалын үндэс бөгөөд түүний хэрэглээний салбарууд нь оптикийн утас, цэргийн болон сансрын үйлдвэрлэл зэрэг орно. Эдгээр салбарууд нь Quartz элсийн ц purityрт маш хатуу шаардлага тавьдаг, ялангуяа Fe, Al болон бусад бохирдлын хувьд.

Quartz элс дэх эрдсийн бохирдлууд ихэвчлэн feldspar, mica, garnet, zircon, ilmenite гэх мэт кварц биш эрдсийн хэлбэрээр оршин байдаг. Эдгээр бохирдлууд дараах байдлаар оршин байдаг:

(1) Бохирдлыг зөөлөн хослоход, тэдгээр нь кварцын талстуудтай химийн байдлаар холбогдолгүй;

(2) Эрдсийн жижиг хэсгүүдийн хувьд, тэдгээр нь кварцын талстуудын гадаргуу дээр химийн болон физикийн байдлаар холбоотой, эдгээр бохирдлууд нь голчлон төмрийн эрдсүүд, мөн алюминий эрдсүүд байна;

(3) Кварцын хэсгүүдээр), эсвэл кварцын талстуудын хооронд харилцан холбогдолттой эрдсүүд;

(4) Силикон орлуулах нягтралын ионуудын хувьд, эдгээр бохирдлууд нь голчлон: Al3+, Fe2+, Fe3+, B3+, Ti4+, Ge4+, P5+ гэх мэт. Эдгээр ионууд Si4+ орлох болвол ковалент холбоог үүсгэдэг. Ийм тохиолдолд, SiO2 гридийн цахилгаан сөргөлдөөний тэнцвэрийн байдлыг хадгалахын тулд Li1+, K1+, Na1+, H1+ зэрэг элементүүдийн допингтой хамт явдаг. Al элемент нь кварцын хүдрийн гол бохирдлын элементүүдийн нэг бөгөөд Al3+ болон Si4+ нь ижил радиустай бөгөөд Si4+ орлуулахад хялбар байдаг ба түүний агуулга хэдэн мянган ppm хүрдэг. Иймээс, Al агуулга нь кварцын хүдрийн чанарын чухал үзүүлэлт юм.

Одоогийн байдлаар, өндөр ц purityр кварц элсийг цэвэршүүлэх процесс нь механик бутлуур, магнитийн ангилалт, флотаци, хүчил уусгах гэх мэт арга хэлбэрүүдийг агуулдаг бөгөөд энэ нь кварцын гридийн металлын ионы бохирдлуудыг үр дүнтэйгээр устгах боломжтой.

1. Механик нунтаглах

Механик нунтаглах нь эрдсийн ширхэгийн хэмжээг бууруулахын тулд механик хүч хэрэглэдэг арга юм. Өндөр ц purityр кварцын цэвэршүүлэх процессийн үед энэ процесс нь кварцын эрдсийн бүтэцтэй бус бохирдлуудыг кварцаас салгаж авахад голчлон ашиглагддаг. Бүтэцтэй бус бохирдлууд гэдэг нь эрдсийн оролт (эрдсийн бохирдлууд) болон хий-шингэн оролт (шингэний оролт) хамаарна. Бохирдлууд нь кварцын ширхэгийн хязгааруудад оршино. Эхний кварцын эрдсийг бутлахад, ширхэгийн хэмжээ буурч, тодорхой гадаргуугийн талбай нэмэгдэж, ингэснээр ширхэгийн хязгааруудын хоорондох бохирдлууд кварцын хэсгүүдийн гадаргуу дээр ил гарч, дараагийн процессыг цэвэршүүлэх үр ашгийг сайжруулдаг.

Механик нунтаглах процессийн үед кварцын эрдсийн харьцангуй хатуу шинж чанарын улмаас төхөөрөмжтэй байнга контактаж, friction хийх нь зайлшгүй бохирдлуудыг оруулах, бохирдуулах болно.

Кварцын эрдэсийг чийгтэй керамик бөмбөлөг тээрэмдэх процессыг ашиглан яльгүй нарийн нунтагласан бөгөөд тараагдсан кварцын хэсгүүдийн ширхэгийн хэмжээг шалгасан. Орчны гадаргуй нь идэвхгүйжсэн бөгөөд бүрхүүлүүд нь илтээр нэмэгдсэн; мөн кварцыг ус угааж, хүчил шүүх аргаар цэвэршүүлсэн бөгөөд олдсон кварцын цагаан байдал илт нэмэгдсэн, энэ нь кварцыг хөгжүүлэх болон ашиглах судалгаанд тодорхой ишлэл үнэ цэнэ болно.

2. Магнитийн салгалт

Өндөр цэвэршилттэй кварцыг цэвэршүүлэх үед магнитийн салгалтын зорилго нь магнитийн кварцын хүдэр доторх, жишээ нь магнитийн илменит, пирит, лимонит, болон гранат зэрэг заримаар магнитийн эрдэс бодисуудыг арилгах явдал юм. Энэ нь түүхий кварцын хүдэр доторх төмөр, титаны магнитийн хольцыг арилгаж, салгах үр дүнтэй байдаг.

Магнитийн тусгаарлагчийн магнитийн талбарыг тохируулах боломжтой ба үүнийг градиент магнитийн салгалт гэж нэрлэдэг. Сулийн ачаар магнитийн эрдсийг, жишээлбэл илменит, лимонит, гематит, болон гранат зэрэг хольцыг арилгахын тулд сул магнит ашигладаг. 2.86-аас их нягттай хүнд эрдэс хольц (терриген замаск эрдсүүд жишээ нь циркон, эпидот, гранат гэх мэт) -ийг анхны кварцын хүдэрт байгаа үед ихэвчлэн гравитацийн салгалт болон өндөр хүчдэлтэй магнитийн салгалтын аргуудыг ашигладаг. Ихэнхдээ магнитийн салгасны дараа кварцын эрдсийг чисталж , энэ нь кварцын элсний цэвэршилт болон цагаан чанарыг сайжруулдаг.

3. Флотац

Флотац нь гидрофобик болон гидрофилийн бодисуудыг хүдрийн биеийн гадаргууны усанд асуудлыг ялгах явдал юм, агаар дээрх ялгавартай харилцан үйлдлээр буюу өөрчлөлт хийсний дараа. Өндөр цэвэршилттэй кварцыг цэвэршүүлэх явцад флотац нь голчлон кварцтой зэрэгцэн буй микар болон тугалга эрдсийг арилгах хэрэгсэл юм, мөн фосфоруудын болон төмөр агуулсан эрдсийг флотацлах боломжтой.

Используемых урвалжаас хамааран кварцын элсийн флотацыг фторт кварцын элсийн флотац болон фторгүй кварцын элсийн флотацад хувааж болно. Фторт кварцын элсийн флотац нь фтор агуулсан бодисууд, жишээлбэл, полифторын хүчил (HF) -ийг тугалга идэвхжүүлэгч болгон ашиглаж, сулфурын хүчил нь өөрчлөгч болгон ашиглагддаг, ингэснээр хүчтэй хүчиллэг нөхцөлд pH=2-3-т, 12-тийм диаминыг цуглуулахад ашиглаж, идэвхжүүлсэн тугалга нь урьдчилан шингэж, дараа нь тусгаарлагддаг. Түүнчлэн, фторгүй кварцын флотац нь фтор агуулсан бодисыг ашиглахгүйгээр сулфурын хүчил эсвэл давчуу хүчилийг кварцын хольцын идэвхжүүлэгч болгон ашиглаж, дараа нь холбогдох цуглуулагчийг ашиглаж, кварц болон хольцын эрдсийг флотацлах, тусгаарлах юм. Мөн зарим судалгаагаар холимог цуглуулагчийн флотацын үр дүн нь ганц цуглуулагчийнхаас илүү үр дүнтэй бөгөөд харьцангүй зардал багатай гэдгийг харуулсан.

Зарим судлаачид том сисийн кварцын элсийн уусмалын аргаар өндөр цэвэршилттэй кварцын элсийг бэлтгэх зорилгоор ухагчдыг удаан флотацад оруулж, холимог цуглуулагчийг ашиглан нарийн томоор хосолсон кварцын элсийг цэвэршүүлэх хүсэлт гаргасан бөгөөд 4N зэрэглэлийн кварцын бүтээгдэхүүнүүдийг гаргасан. Хөөсжүүлэгийн бодис 2# тосны хэмжээ нь 75г/t, кварцын элсийг груб сонголтын үеэр сулфурын хүчилээр хүчингүй болговол, пропилен диамин нь цуглуулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг; Хэмжээ нь 1:4. Туршилтын дүнгээр, хольцын хасалт 50%-иас илүү хувийг эзэлсэн бөгөөд нийт хольцын хэмжээ 99.01 μg/g, элементүүдийн Al болон Fe-ийн хасалтын хувь 37.50% ба 84.15%-д хүрсэн.

4. Хүчил шингээлт

Хүчил шингээлт нь кварц, микар болон тугалга эрдсийн шүлтийн ялгаанаас хамааран кварцыг цэвэршүүлэх арга юм. Хүчил шингээлт нь гадаргуу дээрх исэлдсэн хальсыг болон төмрийн хүдэрийг үр дүнтэй арилгах боломжтой. Микар болон тугалга зэрэг эрдсийн хольцын хувьд ерөнхийдөө полифторын хүчил ашиглаж, шингээхэд хэрэглэдэг. Хүчил шингээлтэнд ашигладаг нийтлэг хүчиллэг орчныг устөрөгчийн хүчил, сулфурын хүчил, нитратын хүчил, ацетик хүчил болон полифторын хүчил зэргийг оруулж болно. Үүнээс, шингэсэн хүчил нь Ал ба Fe-г арилгах үйл ажиллагаанд илүү үр дүнтэй бөгөөд илүү исэллэг концентратын сулфурын хүчил, аква региа болон полифторын хүчил нь Cr болон Ti-г арилгахын тулд ашигладаг.

Судалгаа нь шингэрүүлсэн хүчил болон фторын хүчил зэрэгцэн орших нь Fe, Al, Mg болон бусад металлын хольцыг үр дүнтэйгээр арилгах боломжтойг харуулсан боловч фторын хүчил нь кварцын үрэлүүдийг элэгдүүлдэг тул фторын хүчилний хэмжээг хянах шаардлагатай. Түрүүчид үе шатанд олон төрлийн хүчил хэрэглэх нь цэвэршүүлэх болон боловсруулах чанарт нөлөөлдөг. Үүнээс гадна HCl болон HF хослох хүчил нь хамгийн сайн боловсруулалтын үр дүнтэй байдаг.

Лаборатори нь соронзон салгахаас бусад кварцын элсийг цэвэрлэхийн тулд HCl болон HF хослох уусгагчийг ашигласан. Химийн уусгалтын замаар хольцын нийт хэмжээ нь 40.71μg/g, SiO2-ийн цэвэршилт 99.993wt% байна.

Хүчил уусгалтын үндэс нь хүчил уусмал болон хольцын эрдэс бодисын хоорондох харилцан үйлчлэл юм. Иймд хүчил уусгалтын явцад температур нь урвалын хурд болон эцсийн цэвэршүүлэх үр дүнд ихээхэн нөлөөлдөг. Лаборатори нь гидрохлорын хүчил болон оксалийн хүчил зэрэг холимог уусгагчийг ашиглан хүчил уусгалтын температур, хугацаа, концентраци нь кварцын цэвэршилтийн үр дүнд хэрхэн нөлөөлдгийг судалж, хүчил уусгалтын температур 60 °C, хүчил уусгалтын хугацаа 8 цаг, оксалийн хүчилний концентраци 10 g/L, HCl концентраци 5 %, шингэн-бодисын харьцаа 1:5, хутгалтын хурд 500 эрг/мин нь хүчил уусгалтын хамгийн сайн нөхцлүүд гэж тогтоосон. Гнц хальслах төмрийн хасалт 50%-ийг бүрдүүлж байна.

Өндөр температур, өндөр даралтын уусгалт

Энэ нь металл хүдэр боловсруулахад харьцангуй боловсорсон гидрометаллургийн технологи юм. Энэ технологи нь өндөр температур, өндөр даралтаар хүчил хэрэглээг үр дүнтэй бууруулах боломжтой. Өндөр даралтыг зэвэрдэггүй ган савангийн дотор бүрхэгдсэн орчинд түгээдэг. Энэ нь симбионт болон оруулаад авахад илүү үр дүнтэй арилгалттай байдаг бөгөөд хичнээн хэцүү хүдэртэй хүчил уусгаж, соронзон салгалтаас өндөр үр дүнтэй цэвэршүүлэлт хийх боломжтой.