Kemikali za kuchakata quartz

2025-03-27

Sehemu ya asidi isiyo ya kikaboni

1.Acidi ya hydrochloric na chumvi za chloride

a.Acidi ya hydrochloric

Mmoja wa asidi isiyo ya kikaboni wa kawaida zaidi, ina uyeyushaji mzuri wa oksidi za chuma na madini ya udongo. Inatumika sana kwa sababu ya bei yake ya chini na athari zake wazi na za wazi. Ikiwa ni kutibu kuondoa ngozi ya njano katika sahani ya quartz, au kutibu mchanga wa hali ya juu, asidi ya hydrochloric inavutiwa.

Matibabu ya maji machafu ya asidi ya hidrokloriki ni rahisi sana. Kuneutralisha suluhu hiyo kwa alkali hadi kupata usawa na kuperusha tena kunaweza kufikia kiwango cha kitaifa cha utoaji. Hata hivyo, miongoni mwa kesi za ulinzi wa mazingira za uchafuzi wa asidi katika maeneo mbalimbali, uchafuzi wa maji machafu yanayo na asidi ya hidrokloriki ni wa kawaida zaidi.

Kwa nini?

Kuneutralisha maji machafu ya asidi ya hidrokloriki kunahitaji matumizi ya alkali. Tukichukua mfano wa chokaa ya haraka inayotumika mara nyingi, kulingana na uwiano wa kemikali, kioevu kinachotokana na tani moja ya asidi ya hidrokloriki ya viwandani yenye asilimia 31 kinadharia kinatumia takriban tani 0.25 za chokaa ya haraka. Kwa kweli, kwa sababu chokaa ya haraka haiwezi kutengana kabisa, ikiwa asilimia 50 ya chokaa ya haraka inashiriki kwenye mchakato, takriban tani 0.5 za chokaa ya haraka zinaweza kutumika kwa kioevu kilichozalishwa na tani moja ya asidi ya hidrokloriki ya viwandani. Bei ya tani moja ya asidi ya hidrokloriki ya viwandani ni 100-400 yuan, bei ya wastani inayorejeleewa ni 300 yuan; bei ya tani moja ya chokaa ya haraka ni 400-1000 yuan, na bei ya wastani inayorejeleea ni 700 yuan. Kisha tunaweza kujua kwamba gharama ya kutumia tani moja ya asidi ya hidrokloriki ni 300 yuan, gharama ya chokaa kwa ajili ya matibabu ya maji machafu ni 350 yuan, na gharama ya matibabu ya maji machafu imepita gharama ya kutumia asidi ya hidrokloriki. Baadhi ya biashara zisizo za kiwango, kwa upande mmoja, hazina vifaa vya matibabu ya maji machafu, na kwa upande mwingine, hazitaki kubeba gharama kubwa, jambo linalosababisha kutokea mara kwa mara kwa matukio ya uchafuzi wa moja kwa moja wa asidi taka.

Baada ya yote, Marx alisema: “Kwan ajili ya faida ya 100%, mtaji unajitenga kwa kukanyaga sheria zote za kibinadamu”.

b. Salts za kloridi

Salts za kloridi za kawaida, kama kloridi ya sodiamu, kloridi ya potasiamu, kloridi ya lithiamu, kloridi ya kalsiamu, kloridi ya magnesiamu, zinaweza kutumika kwa doping na usafi wa mchanga wa quartz, na zinaweza pia kutumika kwa kukandamiza kloridi na kuimarisha rangi katika madini yasiyo ya metalik kama kaolini.

Maktaba zingine zinataja kukandamiza na kusafisha mchanga wa quartz kwa kloridi ya ammoniamu, kloridi ya hidrojeni, klorini au tetrachloride ya kaboni.

2. Asidi ya sulfuri na sulfati

Asidi isiyo beketiti yenye mali kubwa ya oksidi na pointi ya kuchemsha ya juu. Pointi ya kuchemsha ya asidi ya sulfuri iliyozidishwa ni 338 °C, na haiwezi kuchemka katika hali za kawaida, kwa hivyo haitumiki sana kama asidi ya hidrokloriki katika matumizi yanayohitaji tiba ya mvuke ya asidi. Faida ya pointi ya kuchemsha ya juu ni kwamba madini yanaweza kutibiwa kabla ya kuotea kwenye pointi ya kuchemsha (kama karibu 300 °C) bila kutumia chombo chenye shinikizo kubwa. Hali kama hizi kali zinaweza kuoza baadhi ya madini ambayo hayawezi kutengenezwa na asidi ya hidrokloriki. Kwa hakika, hali hii ina mahitaji makubwa juu ya vifaa na ulinzi wa usalama, ambayo yanaonekana mara chache katika uzalishaji halisi, lakini zaidi katika maabara.

Maktaba zingine zinataja matumizi ya chumvi za asidi ya sulfuri na kuangamizwa kwa mchanga wa quartz ili kupunguza yaliyomo kwenye titanium katika mchanga wa quartz. Matibabu kwa chumvi za ammoniamu za asidi ya sulfuri hupunguza yaliyomo kwenye chuma katika mchanga wa quartz.

Matukio ya kutibu maji ya taka yenye asidi ya sulfuric na sulfati ni sawa na maji ya taka ya asidi ya kloridi, ambayo yanaweza kuweza kufanywa kuwa na msingi.

3. Asidi ya hydrofluoric na chumvi za fluoride

Asidi dhaifu ya mono-dhurufu, asidi ya hydrofluoric, kwa uwezo wake wa super complex, imekuwa mwuaji mkubwa wa kusafisha mchanga wa quartz. Chini ya hali fulani, asidi ya hydrofluoric inajibu na madini mengi ya uchafu, ikiwa ni pamoja na mchanga wa quartz. Kwa hivyo, wakati mkusanyiko wa asidi ya hydrofluoric ni wa juu sana, ni lazima kuzingatia upotevu wa mchanga wa quartz. Mchanganyiko wa asidi ya hydrofluoric na asidi ya kloridi, asidi ya sulfuric au asidi ya nitric ni mifumo ya asidi ya mchanganyiko inayotumika mara nyingi. Katika uwanja wa mafuta, grafiti, silikoni carbide na madini mengine yasiyo ya metali yanatumia mfumo wa asidi ya mchanganyiko unaojumuisha asidi ya hydrofluoric.

Jukumu la chumvi za fluoride katika mifumo yenye asidi ni sawa na ile ya asidi ya hydrofluoric. Chumvi za fluoride pia zinatumika kama vipongeza.

Dijiti zinazozalishwa na ustaarabu wa viwanda wa kibinadamu hauwezi kutengwa na uwepo wa asidi ya hydrofluoric. Katika sekta ya semiconductor, asidi ya hydrofluoric inatumiwa hasa kusafisha uso wa wafer, au katika mchakato wa kusafisha na kuchora wakati wa usindikaji wa chip. Katika sekta ya jua, asidi ya hydrofluoric inatumika katika michakato kama vile kusafisha uso wa chip na kuchora. Katika sekta ya paneli, asidi ya hydrofluoric inatumika kusafisha substrate za kioo na kuchora silikoni nitride na silikoni dioksidi. Hata hivyo, katika sekta ya mchanga wa quartz wa hali ya juu, baadhi ya watu wanajaribu kutafuta suluhisho "lisilo na fluoride" au hata "lisilo na asidi". Je, hili ni sayansi?

Mbali na neutralization ya msingi, jambo muhimu zaidi katika kutibu maji ya taka ya asidi ya hydrofluoric ni kupunguza mkusanyiko wa ioni za fluoride hadi kiwango kinachokubalika na kiwango cha kitaifa. Mchakato mzima wa matibabu si mgumu, na makampuni ya kawaida yana uwezo wa kushughulikia maji ya taka ya asidi ya hydrofluoric. Hata hivyo, baadhi ya makampuni madogo na yaliyosambazwa hayana vifaa vya kitaaluma vya kutibu maji ya taka na hayako tayari kuongeza gharama za matibabu, na kuachia maji ya taka moja kwa moja kunasababisha uchafuzi wa mazingira. Ikiwa maji ya taka yataachwa moja kwa moja bila matibabu, ni rahisi kusababisha kiwango cha fluoride katika eneo la maji kupita kiwango, ambayo pia ni sababu kuu ya kubadilika rangi kwa fluoride katika maeneo mengine.

4. Fosfati na Fosfati

Asidi ya kati yenye nguvu, pointi ya kuchemsha 261℃ (kuharibika). Asidi ya fosforasi ya joto kali inaweza kuharibu madini mengi, kama vile chromite, rutile, ilmenite, nk, na pia inaweza kujibu na silika kuunda asidi heteropoly. Asidi ya fosforasi ndiyo asidi pekee isipokuwa asidi ya hydrofluoric inayoweza kujibu na quartz.

Msalaba wa kawaida na asidi ya asidi ya fosforasi pia inaweza kuonekana katika majaribio ya kuoza ya vifaa vya quartz.

Kutibu maji ya taka ya asidi ya fosforasi na fosfati kunahitaji kutoa kwanza na msingi, na kisha mkusanyiko wa fosfati unahitaji kupunguzwa hadi kiwango kinachokubalika na kiwango cha kitaifa.

5. Asidi za nitrojeni na nitrati

Asidi ya nitrojeni ni asidi yenye nguvu isiyo ya kikaboni yenye mali kubwa ya oksidi. Kwa baadhi ya uchafuzi wa madini yanayoondoa, athari za mifumo ya asidi ya kawaida ni za kawaida, baadhi ya majibu hayaendi, na baadhi ya majibu ambayo kimataifa yanaweza kutokea kwa thermodynamically yana vizuizi vya kinetic. Wakati huu, ikiwa oksidi yenye nguvu inahusika, majibu yanaweza kufanyika na kasi ya majibu inaweza kuharakishwa sana. Na kwa sababu nitrati kwa ujumla zina ufanisi mkubwa, kuongeza asidi ya nitrojeni huzuia kuunda yanayoweza kutokea ya bidhaa za majibu. Matumizi mchanganyiko ya asidi ya nitrojeni na mifumo mingine ya asidi ni ya ukubwa kwa matibabu ya mchanga wa quartz unaozingatia madini yanayoondoa.

Jukumu la nitrati katika mifumo yenye asidi linafanana na ile ya asidi ya nitrojeni. Nitrati pia inatumika kama dopant.

Katika matibabu ya maji machafu ya asidi ya nitrojeni na nitrati, pamoja na neutralization na alkali, hatua zinapaswa pia kuchukuliwa ili kupunguza kiwango cha nitrojeni ya ammonia katika maji machafu.

Viungo vya kikaboni

1.Asidi ya oksaliki

Moja ya kikaboni ni yenye nguvu, na asidi yake ni asidi yenye nguvu ya kati, ambayo ni asidi yenye nguvu katika asidi za kikaboni. Oksalate ina athari kubwa ya ushirikiano na ilikuwa ni chelate ya metali yenye ufanisi. Katika majaribio ya kuondoa chuma wa mchanga wa quartz, matumizi ya asidi ya oksaliki pekee, au mchanganyiko wa asidi ya oksaliki na mawimbi ya ultrasonic, au mchanganyiko wa asidi ya oksaliki na mifumo mingine ya asidi, yanaweza kuleta athari bora ya kuondoa chuma na kupiga. Pia kuna ripoti nyingi zinazosema kwamba asidi ya oksaliki inatumika katika usafi na kukausha kwa madini yasiyo ya metali kama kaolini. Aidha, kiwango cha asidi ya oksaliki hakihitaji kuwa kikubwa kama cha asidi zisizo za kikaboni za jadi kama asidi ya hidrokloriki, na inahitaji kuwa sio zaidi ya 5% ili kufikia athari kubwa ya uchakachuaji. Oksalate itachanganyika na ioni za kalsiamu na magnesium kuunda precipitates zenye ufanisi mdogo, hivyo asidi ya oksaliki ina mipaka fulani inaposhughulikia madini yenye kiwango cha juu cha metali za alkali.

Katika maji machafu ya asidi ya oksaliki, mbali na athari ya asidi, uwepo wa oksalate kama nyenzo za kikaboni pia utaongeza kwa kiasi kikubwa ombi la oksidi ya kemikali ya mwili wa maji. Kwa hivyo, matibabu ya chaki ndiyo suluhisho linalopendekezwa. Mbali na neutralizing asidi, asidi ya oksaliki pia inaweza kutolewa ili kupunguza kwa kiasi kikubwa yaliyosalia ya oksalate.

2.Asidi ya citric na natroni ya citric

Asidi ya citric ni mchanganyiko wa asidi tricarboxylic na ni asidi muhimu ya kikaboni. Asidi ya citric ni dhaifu kuliko asidi ya oksaliki, lakini ni asidi yenye nguvu kati ya asidi za kikaboni. Asidi ya citric na chumvi zake zina uwezo mkubwa wa chelating katika kiwango cha asidi, na zinaweza chelate ioni nyingi za metali tatu na tatu. Mfungamano wa matumizi uliofaa ni pH=4～8. Chelate inayoundwa na asidi ya citric na ioni za chuma ina ufanisi mdogo na itaunda precipitate katika maji. Ili kuongeza ufanisi wake, kiasi sahihi cha chumvi ya ammoniamu kinaongezwa ili kuunda mchanganyiko wenye ufanisi mkubwa.

Ugumu mkubwa katika matibabu ya maji machafu ya asidi citric na misombo mingine ya kikaboni ni kupunguza mahitaji ya oksijeni ya kemikali. Kiasi kikubwa cha vitu vya kikaboni kinaingia katika maji machafu, ambacho kitasababisha mahitaji ya oksijeni ya kemikali kuongezeka. Kupunguza mahitaji ya oksijeni ya kemikali kunahitaji vifaa maalum na maeneo, kama vile mabwawa ya oksidishaji wa kemikali na mabwawa ya oksidishaji wa kibaolojia, ambayo uwekezaji wa mtaji na ugumu wa usindikaji ni mkubwa zaidi kuliko wa vifaa vya neutralization ya asidi-kaboni.

3. EDTA (asidi ethylenediaminetetraacetic) na chumvi yake ya sodiamu

EDTA na chumvi yake ya sodiamu ni wakala muhimu wa kuunganisha, ambao una mali mbalimbali za uratibu na unaweza kuunda chelates thabiti na karibu ioni zote za metali. Inatumika katika mazingira ya neutral na ya hewa kidogo, na ina uwezo hafifu wa kutu. Inafaa kwa kuondoa madini ya udongo na uchafu wa oksidi ya chuma ya filamu nyembamba.

4. Wakala wengine wa kuunganisha

Kama vile asidi ya acetic, asidi ya salicylic, asidi ya polyphosphonic ya kikaboni, nk, asidi yake ni dhaifu kidogo, lakini uwezo wake wa kuunganisha ni bora, na inaweza kutumika kama wakala wa kuunganisha.

Je, kuna suluhisho bora zaidi kwa matibabu ya kemikali ya mchanga wa quartz bado hakijulikani. Na kila kiwanja kina faida na hasara zinazofanana, kawaida vitu kadhaa vinachanganywa ili kufikia athari bora. Athari ya matumizi ya pamoja ya vitu mbalimbali na ikiwa mpango wa dawa unalingana na lengo la matibabu ni mambo ambayo tunahitaji kuzingatia tunaposhughulika na mchanga wa quartz. Natumai kila mtu anaweza kuendana na hali za eneo na kutumia mpango wa dawa unaofaa zaidi.