کوارٹز کو پروسیس کرنے کے لئے کیمیکلز

غیر نامیاتی تیزاب کا حصہ

1. ہائیڈروکلورک تیزاب اور کلورائیڈ نمک

ا. ہائیڈروکلورک تیزاب

One of the most classic inorganic acids, it has good solubility for iron oxides and clay minerals. It is widely used because of its low price and obvious and intuitive effect. Whether it is pickling to remove the yellow skin in quartz plate, or the high-purity sand pickling, hydrochloric acid is favored.

ہائیڈروکلورک تیزاب کے فضلہ کے پانی کا علاج نسبتا سادہ ہے۔ حل کو قلی کے ساتھ نیوٹرل کر کے اور دوبارہ زیر رسوب کی شکل میں لانا قومی خارج ہونے کے معیارات کو پورا کر سکتا ہے۔ تاہم، مختلف مقامات پر تیزاب آلودگی کے ماحولیاتی تحفظ کے معاملات میں ہائیڈروکلورک تیزاب پر مشتمل فضلے کے پانی آلودگی کی سب سے عام شکل ہیں۔

کیوں؟

ہائیڈروکلورک تیزاب کے فضلے کے پانی کی نیوٹرلائزیشن کے لیے قلی کا استعمال درکار ہوتا ہے۔ سب سے زیادہ استعمال ہونے والی تیز پودے کا ایک مثال لیتے ہوئے، کیمیائی توازن کے مطابق، 31% صنعتی ہائیڈروکلورک تیزاب کی ایک ٹن سے پیدا ہونے والا فضلہ مائع نظریاتی طور پر تقریباً 0.25 ٹن تیز پودے کا استعمال کرتا ہے۔ درحقیقت، چونکہ تیز پودا مکمل طور پر حل نہیں ہوتا، اگر 50% تیز پودا رد عمل میں شرکت کرتا ہے تو ایک ٹن صنعتی ہائیڈروکلورک تیزاب کے فضلہ مائع کے لیے تقریباً 0.5 ٹن تیز پودے کا استعمال ہوتا ہے۔ ایک ٹن صنعتی ہائیڈروکلورک تیزاب کی قیمت 100-400 یوان ہے، حوالہ جاتی اوسط قیمت 300 یوان ہے؛ ایک ٹن تیز پودے کی قیمت 400-1000 یوان ہے، اور حوالہ جاتی اوسط قیمت 700 یوان ہے۔ پھر ہم جان سکتے ہیں کہ ایک ٹن ہائیڈروکلورک تیزاب کے استعمال کی لاگت 300 یوان ہے، فضلے کے پانی کے علاج کے لیے چونے کی قیمت 350 یوان ہے، اور فضلے کے پانی کے علاج کی لاگت ہائیڈروکلورک تیزاب کے استعمال کی لاگت سے تجاوز کر چکی ہے۔ کچھ غیر معیاری کاروبار، ایک طرف تو اپنا فضلے کا پانی صاف کرنے کی سہولیات نہیں رکھتے، اور دوسری طرف وہ زیادہ اخراجات برداشت کرنے سے گریز کرتے ہیں، جس کی وجہ سے فضلے کے تیزاب کے براہ راست خارج ہونے کے آلودگی کے واقعات پیش آتے ہیں۔

After all, Marx said: “For 100% profit, capital dares to trample all human laws”.

ب. کلورائیڈ نمک

عام کلورائیڈ نمک، جیسے سوڈیم کلورائیڈ، پوٹاشیم کلورائیڈ، لیتھیم کلورائیڈ، کیلشیم کلورائیڈ، میگنیشیم کلورائیڈ، کو کوارٹز ریت کی ڈوپنگ اور پاکیزگی کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے، اور یہ غیر دھاتی معدنیات جیسے کیولن میں کلورینیشن روسٹنگ اور سفید کرنے کے لئے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔

کچھ ادب میں امونیم کلورائیڈ، ہائیڈروجن کلورائیڈ، کلورین یا کاربن ٹیترا کلورائیڈ کے ساتھ کوارٹز ریت کی کلورینیشن اور پاکیزگی کا ذکر ہے۔

2. سلفیورک ایسڈ اور سلفیٹ

دوہری غیر نامیاتی ایسڈ جو مضبوط آکسیڈائیزنگ خصوصیت اور اعلیٰ نقطۂ ابلنے کی خاصیت رکھتا ہے۔ سلفیورک ایسڈ کا ابلنے کا نقطہ 338 °C ہے، اور یہ عام حالات میں غیر پرواز کرتی ہے، اس لئے یہ ہائیڈروکلورک ایسڈ کی طرح ان ایپلی کیشنز میں عام طور پر استعمال نہیں ہوتی جہاں ایسڈ دھند کی ضرورت ہوتی ہے۔ اعلی نقطۂ ابلنے کا فائدہ یہ ہے کہ معدنیات کو ابلنے کے نقطے (جیسے 300 °C کے گرد) تک گرم کرنے سے پہلے پروسیس کیا جا سکتا ہے بغیر کسی ہائی پریشر آلے کے استعمال کئے۔ ایسی انتہائی حالات بعض معدنیات کو توڑ سکتی ہیں جو ہائیڈروکلورک ایسڈ سے حل نہیں ہو سکتی۔ یقینا، یہ صورتحال مواد اور حفاظتی تحفظات پر اعلیٰ تقاضے رکھتی ہے، جو حقیقت میں پیداوار میں شاذ و نادر ہی دیکھی جاتی ہے، بلکہ زیادہ تر لیبارٹری میں ہوتی ہے۔

کچھ ادب میں سلفیورک ایسڈ کی نمکوں کا استعمال اور کوارٹز ریت کی کیلکائنیشن کا ذکر ہے تاکہ کوارٹز ریت کے ٹائٹینیم مواد کو کم کیا جا سکے۔ سلفیورک ایسڈ کے امونیم نمکوں کے ساتھ علاج کوارٹز ریت کے لوہے کے مواد کو کم کرتا ہے۔

سلفیورک ایسڈ اور سلفیٹ کا ایسڈ گندے پانی کا علاج ہائیڈروکلورک ایسڈ کے گندے پانی کی طرح ہوتا ہے، جسے قلی کے ساتھ نیوٹرل کیا جا سکتا ہے۔

3. ہائیڈروفلورک ایسڈ اور فلورائیڈ نمک

Monobasic weak acid hydrofluoric acid, with its super complex ability, has become a big killer for quartz sand purification. Under certain conditions, hydrofluoric acid reacts with most impurity minerals, including quartz sand. Therefore, when the concentration of hydrofluoric acid is too high, it is necessary to pay attention to the loss of quartz sand. Mixed acids of hydrofluoric acid and hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid are commonly used mixed acid systems. In the field of oilfield, graphite, silicon carbide and other non-metallic minerals adopt mixed acid system containing hydrofluoric acid.

ایسڈ پر مشتمل نظاموں میں فلورائیڈ نمکوں کا کردار ہائیڈروفلورک ایسڈ کی طرح ہے۔ فلورائیڈ نمک بھی ڈوپینٹس کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔

The pearls produced by human industrial civilization are inseparable from the existence of hydrofluoric acid. In the semiconductor industry, hydrofluoric acid is mainly used to clean the wafer surface, or in the process of cleaning and etching during chip processing. In the solar industry, hydrofluoric acid is used in processes such as chip surface cleaning and etching. In the panel industry, hydrofluoric acid is used for cleaning glass substrates and etching silicon nitride and silicon dioxide. However, in the high-purity quartz sand industry, some people try to find a “fluorine-free” or even “acid-free” solution. Is this scientific?

الکلی نیوٹرلائزیشن کے علاوہ، ہائیڈرو فلورک ایسڈ ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ کا سب سے اہم نکتہ فلورائیڈ آئن کے ارتکاز کو قومی معیار کے مطابق حد تک کم کرنا ہے۔ مجموعی طور پر علاج کا عمل پیچیدہ نہیں ہے، اور باقاعدہ ادارے ہائیڈرو فلورک ایسڈ کے گندے پانی کو سنبھالنے کے قابل ہیں۔ تاہم، کچھ چھوٹے اور بکھرے ہوئے اداروں کے پاس گندے پانی کی صفائی کی پیشہ ورانہ سہولیات نہیں ہیں اور وہ علاج کی لاگت میں اضافہ کرنے کو تیار نہیں ہیں، اور گندے پانی کا براہ راست اخراج ماحولیاتی آلودگی کا سبب بنتا ہے۔ اگر گندے پانی کو بغیر ٹریٹمنٹ کے براہ راست خارج کیا جاتا ہے، تو پانی کے علاقے میں فلورین کا مواد معیاری سے زیادہ ہونے کا سبب بننا آسان ہے، جو کہ بعض جگہوں پر فلورین کی رنگت کی بنیادی وجہ بھی ہے۔

4. فاسفیٹ اور فاسفیٹ

Ternary medium strong acid, boiling point 261℃ (decomposition). Concentrated hot phosphoric acid can decompose most minerals, such as chromite, rutile, ilmenite, etc., and can also react with silica to form heteropolyacids. Phosphoric acid is the only acid other than hydrofluoric acid that can react with quartz.

فاسفورک ایسڈ کے نارمل نمک اور ایسڈ نمک کو کوارٹز مواد کے زنگ آلود تجربات میں بھی دیکھا جا سکتا ہے۔

فاسفورک ایسڈ اور فاسفیٹس کے گندے پانی کے علاج کے لیے پہلے الکلی کے ساتھ نیوٹرلائز کیا جانا چاہیے، اور پھر فاسفیٹس کی مقدار کو قومی معیار کی اجازت دی گئی حد تک کم کرنا چاہیے۔

5. نائٹرک ایسڈ اور نائٹریٹس

نائٹرک ایسڈ ایک غیر نامیاتی مضبوط ایسڈ ہے جس میں زبردست آکسی ڈائزنگ خصوصیات ہوتی ہیں۔ کچھ کم کرنے والے معدنی آلودگیوں کے لیے روایتی ایسڈ سسٹمز کا اثر محدود ہوتا ہے، کچھ رد عمل واقع نہیں ہوتے، اور کچھ کیمیکل تھرموڈینامک طور پر ممکنہ رد عمل کی حرکتی رکاوٹ ہوتی ہے۔ اس وقت، اگر ایک مضبوط آکسیڈنٹ شامل کیا جائے تو رد عمل کیا جا سکتا ہے اور رد عمل کی رفتار کو بہت تیز کیا جا سکتا ہے۔ اور چونکہ نائٹریٹس میں عام طور پر زیادہ حل پذیری ہوتی ہے، نائٹرک ایسڈ کا اضافہ رد عمل کے مصنوعات کے رسوب کو روکتا ہے۔ نائٹرک ایسڈ اور دیگر ایسڈ سسٹمز کا مرکب استعمال کیوارتز ریت کے علاج کے لیے موزوں ہے جس میں کم کرنے والے معدنیات موجود ہیں۔

ایسڈ والے نظاموں میں نائٹریٹ کا کردار نائٹرک ایسڈ کے کردار کے مشابہ ہے۔ نائٹریٹ بھی بطور ڈوپینٹ استعمال کیا جاتا ہے۔

نائٹرک ایسڈ اور نائٹریٹ کے گندے پانی کے علاج میں، الکلی کے ساتھ نیوٹرلائزیشن کے علاوہ، گندے پانی میں امونیا نائٹروجن کی مقدار کو کم کرنے کے لیے بھی اقدامات کیے جانے چاہئیں۔

نامیاتی مرکبات

1. آکسالیک ایسڈ

بائنری نامیاتی مضبوط ہے، اور اس کی تیزابیت درمیانے درجے کی مضبوط ایسڈ ہے، جو نامیاتی تیزاب میں ایک مضبوط ایسڈ ہے۔ آکسالیٹ میں ایک مضبوط ہم آہنگی اثر ہے اور یہ ایک مؤثر دھاتی کیچلیٹر ہے۔ کوارٹز ریت کے آئرن ہٹانے کے تجربے میں، صرف آکسالیک ایسڈ کا استعمال، یا آکسالیک ایسڈ اور الٹرا ساؤنڈ کی امتزاج، یا آکسالیک ایسڈ اور دیگر ایسڈ سسٹمز کا امتزاج، آئرن ہٹانے اور صفائی کا بہتر اثر حاصل کر سکتا ہے۔ بہت سی رپورٹس میں یہ بھی ذکر کیا گیا ہے کہ آکسالیک ایسڈ کو غیر دھاتی معدنیات جیسے کہ کاؤلین کی صفائی اور سفید کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ مزید یہ کہ، آکسالیک ایسڈ کی مقدار روایتی غیر نامیاتی تیزاب جیسے کہ ہائیڈروکلورک ایسڈ سے زیادہ بڑی نہیں ہونی چاہیے، اور زیادہ سے زیادہ پکنگ اثر حاصل کرنے کے لیے صرف 5% سے زیادہ نہیں ہونی چاہیے۔ آکسالیٹ کیلشیم اور میگنیشیم آئنز کے ساتھ مل کر کم حل پذیری والے رسوب بناتا ہے، لہذا آکسالیک ایسڈ ان معدنیات کے ساتھ کام کرتے وقت کچھ حدود رکھتا ہے جن میں زیادہ الکلائن ارتھ دھاتوں کا مواد ہوتا ہے۔

آکسالیک ایسڈ کے گندے پانی میں، تیزاب کے اثر کے علاوہ، آکسالیٹ کی موجودگی بھی پانی کی جسم کی کیمیکل آکسیجن کی ضرورت میں خاص طور پر اضافہ کرے گی۔ لہذا، چونے کا علاج بہترین حل ہے۔ تیزاب کو نیوٹرلائز کرنے کے علاوہ، آکسالیک ایسڈ کو بھی رسوب کی شکل دی جا سکتی ہے تاکہ باقی ماندہ آکسالیٹ کی مقدار کو بہت زیادہ کم کیا جا سکے۔

2.سٹرک ایسڈ اور سوڈیم سائٹریٹ

سٹرک ایسڈ ایک ٹرائی کاربک ایسڈ مرکب ہے اور یہ ایک اہم نامیاتی ایسڈ ہے۔ سٹرک ایسڈ آکزالک ایسڈ کے مقابلے میں کمزور ہے، لیکن نامیاتی ایسڈز میں یہ ایک طاقتور ایسڈ ہے۔ سٹرک ایسڈ اور اس کے نمکیات اچھی چیلٹنگ کی صلاحیت رکھتے ہیں اور یہ تیزابی حدود میں زیادہ تر ثلاثی اور دو ثوابی دھاتی آئونوں کو چیلٹ کر سکتے ہیں۔ موزوں استعمال کی حد pH=4～8 ہے۔ سٹرک ایسڈ اور آئرن آئون کے درمیان بننے والا چیلٹ کم عمدگی سے حل پذیر ہوتا ہے اور پانی میں ایک_PRECIPITATE بنانے کا سبب بنتا ہے۔ اس کی حل پذیری کو بڑھانے کے لیے، مناسب مقدار میں امونیم نمک شامل کیا جاتا ہے تاکہ زیادہ حل پذیر مرکب بنایا جا سکے۔

سٹیریک ایسڈ اور دیگر نامیاتی مرکبات کے فضلہ پانی کے علاج میں سب سے بڑی مشکل کیمیائی آکسیجن کے مطالبے کی کمی ہے۔ بڑی مقدار میں نامیاتی مادہ فضلہ پانی میں داخل ہوتا ہے، جو کیمیائی آکسیجن کے مطالبے میں اضافہ کرتا ہے۔ کیمیائی آکسیجن کے مطالبے میں کمی کے لیے پیشہ ورانہ سازوسامان اور مقامات کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے کہ کیمیائی آکسیڈیشن کے تالاب اور حیاتیاتی آکسیڈیشن کے تالاب، جن میں سرمایہ کاری اور پروسیسنگ کی مشکل، تیزابی-الکلی کی نیوٹرلائزیشن کے مراکز کی نسبت کہیں زیادہ ہوتی ہے۔

3. ای ڈی ٹی اے (ایتیلین ڈائی ایمین ٹٹا ٹیسٹک ایسڈ) اور اس کا سوڈیم نمک

ای ڈی ٹی اے اور اس کا سوڈیم نمک اہم کمپلیکنگ ایجنٹس ہیں، جن کی وسیع رابطہ خصوصیات ہیں اور یہ تقریباً تمام دھاتوں کے آئنز کے ساتھ مستحکم چیلیٹس بنا سکتے ہیں۔ یہ ایک غیر جانبدار اور کمزور الکالی ماحول میں استعمال ہوتا ہے، اور اس کی زنگ کا اثر کمزور ہے۔ یہ مٹی کے معدنیات اور پتلے فلم والے آئرن آکسائیڈ کی آلودگیوں کو ہٹانے کے لئے موزوں ہے۔

4. دوسرے کمپلیکنگ ایجنٹس

جیسے سرکہ، سالیسیلک ایسڈ، نامیاتی پولی فاسفونک ایسڈ، وغیرہ، تیزابیت نسبتاً کمزور ہوتی ہے، لیکن کمپلیکنگ کی صلاحیت شاندار ہوتی ہے، اور یہ کمپلیکنگ ایجنٹ کے طور پر استعمال ہو سکتی ہے۔

یہ ابھی بھی نامعلوم ہے کہ کوارٹز ریت کے کیمیائی علاج کے لئے بہتر حل موجود ہے یا نہیں۔ اور ہر مادے کے اپنے فوائد اور نقصانات ہوتے ہیں، عموماً بہترین اثر حاصل کرنے کے لئے کئی مادوں کو ملایا جاتا ہے۔ مختلف مادوں کے مشترکہ استعمال کا اثر اور کیا دوا کا نسخہ علاج کے مقصد کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے، یہ سب عوامل ہیں جن پر ہمیں کوارٹز ریت کے ساتھ نمٹتے وقت غور کرنا چاہئے۔ میں امید کرتا ہوں کہ سب لوگ مقامی حالات کے مطابق ڈھال سکتے ہیں اور سب سے موزوں دوا کا نسخہ استعمال کر سکتے ہیں۔