Фотовольтаик шилний кварц элсийг цэвэршүүлэх

2025-03-27

Гэрийн кварцын элсийг цэвэршүүлэх ерөнхий баяжуулах процесс "нунтаглах, соронзон ялгах, угаах"-аас "ялгах → томоор бутлах → халаах → усны шүршигч → нунтаглах → шигших → соронзон ялгах → флотац → хүчил уусгах → угаах → хатаах" хүртэл хөгжсөн бөгөөд микровав болон ультразууны бусад аргуудыг урьдчилсан боловсруулалт эсвэл туслах цэвэршүүлэлтэд ашигладаг, цэвэршүүлэх үр дүнг ихээхэн сайжруулсан.

Фотовольтаик шилнээс төмрийн шаардлага багатайг харгалзан, кварцын элсийн төмрийг арилгах аргууд голчлон анхаардаг.

Ерөнхийдөө төмөр дараах зургаан нийтлэг хэлбэрээр оршдог:

① Нунтаглах, өнгө шингэсэн фельдшорийн нарийн ширхэгт хэлбэрээр.

② Кварцын тоосонцорийн гадаргуу дээр төмрийн оксидын хальс хэлбэрээр наалддаг.

③ Гематит, магнетит, спекулярит, синитит гэх мэт төмрийн эрдсүүд, эсвэл төмрийн агуулсан эрдсүүд болох Мика, амфибол, гранат гэх мэт.

④ Кварцын тоосонцорийн дотроос тархсан буюу линзний байдлаар.

⑤ Кварцын кристалд хатуу уусмалын байдлаар.

⑥Бутлах, нунтаглах үеийн явцад холилддог.

Цементийн элсээс төмөр агуулсан эрдэс бодисуудыг үр дүнтэйгээр тусгаарлахын тулд анхны гажигт төмрийн бодисын орших байдлыг нотлох, түүнчлэн төмрийн гажигт бодисуудыг арилгах үр ашигтай аргыг сонгох шаардлагатай.

(1) Шар өнгийн тусгаарлалтын арга

Шар өнгийн тусгаарлалтын арга нь голчлон төмрийн оксид, лимонит, биотит зэрэг сул соронзон хольцтой эрдэс бодисуудыг хамгийн ихээр арилгах боломжийг олгодог. Соронзон хүчний дагуу, соронзон тусгаарлалт нь өндөр хүчтэй болон сул хүчтэй соронзон тусгаарлалт гэж ангилагддаг. Үүнд, өндөр хүчтэй соронзон тусгаарлалт нь ихэвчлэн чийгтэй өндөр хүчтэй соронзон тусгаарлагчийг эсвэл өндөр градиентын соронзон тусгаарлагчийг ашигладаг.

Ерөнхийдөө сул соронзон хольцтой эрдэс бодисууд эзэлдэг кварцын элсийг чийгтэй соронзон машин хэрэглэж 8.0×105A/m-ээс дээш сонгож авна; Харин төмрийн хүдэр давамгайлсан хүчтэй соронзон эрдэс бодисуудыг сул соронзон машин эсвэл дунд зэргийн соронзон машин ашиглан тусгаарлах нь илүү тохиромжтой.

Өндөр градиентын соронзон талбайд соронзон тусгаарлагчийн хэрэглээ нь өнгөрсөнтай харьцуулахад цэвэршилтийг тодорхой сайжруулсан. Жишээлбэл, 2.2T-ийн соронзон талбайн хүчдэлтэй дор цахилгаан индукцийн хүчтэй соронзон тусгаарлагч ашиглан төмрийг арилгах нь Fe2O3-ийн агууламжийг 0.002%-аас 0.0002%-д хүртэл бууруулж чаддаг.

(2) Хөвөх процесс

Хөвөх үйл явц нь эрдэс бодисын хэсгүүдийг гадаргуу дээрх физик, химийн өөр үзүүлэлтүүдийнх нь ялгаагаар тусгаарлах үйл явц бөгөөд гол функц нь кварцын элсээс микат болон фельдшпарын холбоотой эрдэс бодисуудыг арилгах явдал юм. Төмөр агуулсан эрдэс бодисууд болон кварцын хөвөлтний тусгаарлалтад, төмрийн гажигт бодисын үүсэл, бүрэлдэхүүний тархалтын хэлбэрийг олж мэдэх нь төмрийг арилгахын тулд тохиромжтой ангиллын процессыг сонгох түлхүүр юм. Төмөр агуулсан олон эрдэс бодис нь 5-аас дээш зөрчилтэй цэгтэй ба хүчиллэг орчинд эерэг цэнэгтэй байдаг. Теорийн хувьд анион цуглуулагчид хамгийн тохиромжтой.

Тосны хүчил (шингэн саван), гидрокарбонийн сульфонат эсвэл сульфатуудаар төмрийн оксидын хүдэр хөвөхөд анион цуглуулагч болгож ашиглаж болно. Пиритд классик хөвөлтийн хүчил нь изобутил ксантат, бутилбинк харьцаа (4:1) бөгөөд тун нь ойролцоогоор 200ppmw, пиритийг киселийн орчинд кварцаас хөвүүлж чадна.

Илменитийг хөвүүлэхэд натрийн олеат (0.21mol/L) ихэвчлэн хөвөх агент болгон ашиглагддаг бөгөөд pH нь 4~10 хүртэл тохируулна. Олеат ионууд болон илменитийн гадаргуйн төмрийн хэсгүүдийн хооронд химийн урвалыг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь төмрийн олеат үйлдвэрлэн гаргана. Олеат ион нь илменитийг сайн хөвүүлнэ. Сүүлийн жилүүдэд хөгжүүлсэн гидрокарбон дээр суурилсан фосфорын хүчлийн цуглуулагчид илменитэд сайн сонголт болон цуглуулах ажиллагаатай байдаг.

(3) Хүчил уусгах процесс

Хүчил уусгах процессын гол зорилго нь хүчилт уусмалд уусаж болох төмрийн эрдэс бодисуудыг арилгах явдал юм. Хүчил уусгах цэвэршилтийн үр нөлөөнд нөлөөлөх хүчин зүйлс нь кварцын элс бесел размере, температур, уусгах хугацаа, хүчил төрлүүд, хүчил болон нягтын харьцаа зэрэг багтана. Уусгалтын хурдыг температур, концентраци, кварцын хэсгүүдийн радиусыг бууруулснаар сайжруулах боломжтой.

Нэг төрлийн хүчилд цэвэршүүлэх нөлөө хязгаарлагдмал бөгөөд холимог хүчил нь синергетик нөлөөтэй бөгөөд энэ нь Fe, K зэрэг гаж элементүүдийг арилгах хурд өндөрсгөхөд ихээхэн сайжруулалт хийх боломжтой. Тодорхой улсад хэрэглэгддэг инерт хүчлүүд бол HF, H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4, HClO4, H2C2O4 бөгөөд бид хоёр ба түүнээс дээш тоо хэмжээний холимогийг тодорхой харьцааар ашиглах боломжтой.

Оксалийн хүчлийн органик хүчил нь хүчилд уусгах явцад ихэвчлэн ашиглагддаг. Энэ нь ууссан металлын ионуудтай харьцааны тогтвортой нэгдлийг үүсгэж, гажиг мэдрэгчид амархан арилдаг. Зарим хүмүүс ультра дууны тусламжтай оксалийн хүчлийн цэвэршүүлэлтийг хэрэглэж, уламжлалт хутгалт болон танкын ультра дууны харьцуулалттай, хошууны ультра дууны Fe-ийн арилгах хурд хамгийн өндөр байсан бөгөөд оксалийн хүчил 4 г/л-ээс бага байв, төмрийн арилгах хурд 75.4% хүрсэн.

Шингэн хүчил болон гидрофторын хүчил зэрэгцэн орших нь Fe, Al, Mg болон бусад металлын гаж мэдээллүүдийг үр дүнтэй арилгаж чаддаг, гэхдээ гидрофторын хүчил ихэсгэх ёсгүй, учир нь гидрофторын хүчил кварцын хэсгүүдийг урвалд оруулах боломжтой. Ямар төрлийн хүчил ашиглаж байгаагаас цэвэршилтийн чанарт нөлөөлдөг. Үүний дотор HCl болон HF-ийн холимог хүчил нь хамгийн сайн боловсруулалтын үр дүнтэй. Зарим хүмүүс HCl болон HF-ийн холимог уусгагчийг ашиглан магнитол хуримтлагдсан кварцын элсийг цэвэршүүлэхэд ашигладаг. Химийн уусгалтын замаар гажиг мэдээллийн нийт хэмжээ 40.71μg/g, SiO2-ийн цэвэршилт 99.993wt% давдаг.

Зарим судалгааны ажилд хөх тоосгоны хагархайг ашиглан фотоволтай гүйцэтгэгдсэн шилэнд зориулсан бага төмрийн кварцын элсийг бэлтгэж авчирсан. Хөх тоосгоны хагарсны үндсэн эрдэс хийх бүтэц нь кварц бөгөөд бага хэмжээний гажиг эрдэсүүд, жишээлбэл каолинит, микa болон фелдспар, нийлдэг. Хөх тоосгоны хагарсны ашиглалтын үеэр “зутрах – гидравлик ангилал – магнит тусгаарлалт – хөвөлт” процессыаар боловсруулсан, 0.6~0.125 мм үзүүлэлттэй агууламж 95%-иас дээш, SiO2 99.62%, Al2O3 0.065%, Fe2O3 92×10-6. Боловсруулсан кварцын элс нь фотоволтай шилэнд зориулсан бага төмрийн кварцын элсний чанарын шаардлагыг хангаж байна.

Фотоволтай шилэнд зориулан кварцын түүхий эдийг цэвэршүүлэх сорилтын судалгааны патент

Хятадын Геологийн шинжлэх ухааны академийн Шао Вэйхуа, өндөр ц purity кварцын элсийг каолинит хагархайнаас бэлтгэх арга: патент гаргасан.

Аргын алхмууд:

a. Каолинит хагархайг түүхий эдээр ашиглаж, хутгаад, шүршээд +0.6 мм материал гарган авна;

b. +0.6 мм материалыг нунтаглахын дараа ангилж, 0.4 мм-0.1 мм хүдэрийг магнитын тусгаарлалтад оруулж, магнит бус болон магнит материалуудыг авах, магнит бус материалууд нь хүндийн тусгаарлалт руу орох бөгөөд хүндийн тусгаарлалтын хөнгөн болон хүнд эрдэсүүдийг авах, хүндийн тусгаарлалтын хөнгөн эрдэсүүд нь дахин нунтаглах үйл ажиллагаанд орж, +0.1 мм эрдсүүдийг авах;

c. +0.1 мм эрдсүүд хөвөлтийн үйл ажиллагаанд орж, хөвөлтийн концентратыг авах. Хөвөлтийн концентрат нь усны дээд давхаргыг арилгаж, улмаар ультра дууны хзраздлагаар дамжин, шүүнэ, жишээлбэл +0.1 мм том материал дахин шахагддаг бөгөөд энэ арга нь зөвхөн өндөр чанартай кварцын концентрат бүтээгдэхүүнийг олж авах төдийгүй боловсруулалтын хугацааг богиносгон, технологийн процессыг хялбаршуулах, эрчим хүчний зарцуулалтыг бууруулах боломжийг олгодог.

Кауолин хэлтэс нь кварцын нөөцийг их хэмжээгээр агуулдаг бөгөөд энэ нь ашигт малтмалын боловсруулалт хийсний дараа фотоэлектрик хэт цагаан шилний түүхий эдийн шаардлагыг хангаж чадна. Энэ нь мөн кауолин хэлтсийн нөөцийг дахин боловсруулах ашиглахад шинэ санаа өгч байна.