فوٹوولٹک گلاس کے لئے کوارٹز ریت کی پاکیزگی

2025-03-27

ملک میں کواٹز ریت کی صفائی کا عمومی فائدہ اٹھانے کا عمل ابتدائی مرحلے میں "پیسنے، مقناطیسی علیحدگی، دھونا" سے ترقی کر کے "درجہ بندی → موٹی چوٹ → کیلکینیشن → پانی سے ٹھنڈا کرنا → پیسنا → چھاننا → مقناطیسی علیحدگی → فلوٹیشن → طاقت میں کمی → دھونا → خشک کرنا" تک جا پہنچا ہے، جس میں مائیکروویو، الٹراسونک اور دیگر طریقوں کو پیش علاج یا ضمنی صفائی کے لیے استعمال کیا جا رہا ہے، جس سے صفائی کا اثر بہت بہتر ہوا ہے۔

فوٹو وولٹک شیشے کی کم لوہے کی ضروریات کے پیش نظر، کواٹز ریت سے لوہے کو ہٹانے کے طریقوں پر خاص توجہ دی گئی ہے۔

عام طور پر، لوہا درج ذیل چھ عام صورتوں میں پایا جاتا ہے:

① مٹی یا کاولنائزڈ فیلسپار کے باریک ذرات کی شکل میں موجود ہے۔

② کواٹز کے ذرات کی سطح پر لوہے کے آکسائیڈ کی فلم کی صورت میں چپکا ہوا ہوتا ہے۔

③ لوہہ کی معدنیات جیسے ہیماٹائٹ، میگنیٹائٹ، اسپیکیولائٹ، ٹنائٹ وغیرہ یا لوہے والے معدنیات مائکا، ایمفیبول، گارنیٹ وغیرہ۔

④ کواٹز کے ذرات کے اندر پھیلتے یا لینس کی حالت میں۔

⑤ کوارٹز کرسٹل کے اندر ٹھوس حل کی حالت میں۔

⑥ پیسنے اور پیسنے کے عمل میں مخلوط ہو جانا۔

کواٹز سے لوہے کی حامل معدنیات کو مؤثر طریقے سے الگ کرنے کے لیے، پہلے یہ ثابت کرنا ضروری ہے کہ کواٹز کے کچا مال میں لوہے کی آلودگی کی حالت کیا ہے اور مناسب فوائد نکالنے کے طریقہ کار کا انتخاب کرنا۔

(1) مقناطیسی علیحدگی کا عمل

مقناطیسی علیحدگی کا عمل زیادہ سے زیادہ کمزور مقناطیسی آلودہ معدنیات جیسے ہیماٹائٹ، لیمنائٹ اور بایوٹائٹ کو علیحدہ کر سکتا ہے، بشمول جڑے ہوئے ذرات۔ مقناطیسی طاقت کے اعتبار سے، مقناطیسی علیحدگی کو اعلی شدت کی مقناطیسی علیحدگی اور کم شدت کی مقناطیسی علیحدگی میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، جن میں سے اعلی شدت کی مقناطیسی علیحدگی عموماً گیلی اعلی شدت کی مقناطیسی علیحدگی کے جدا کرنے والے یا اعلی گریڈ کی مقناطیسی علیحدگی کے جدا کرنے والے کا استعمال کرتی ہے۔

عام طور پر، ایسے کواٹز ریت کے لیے جس میں آلودگیوں میں بنیادی طور پر کمزور مقناطیسی آلودہ معدنیات جیسے لیمنائٹ، ہیماٹائٹ، بایوٹائٹ وغیرہ شامل ہوں، اسے 8.0×105A/m سے اوپر کے گیلی مقناطیسی مشین کے ذریعے منتخب کیا جا سکتا ہے؛ لوہے کی معدنیات کی غالب طاقت کے لیے، کمزور مقناطیسی مشین یا درمیانی مقناطیسی مشین کا بچھانا بہتر ہے۔

اعلی-گریڈ مقناطیسی میدان مقناطیسی علیحدگی کے استعمال کے ساتھ، مقناطیسی علیحدگی کی صفائی کا اثر واضح طور پر ماضی کی نسبت بہتر ہو گیا ہے۔ مثال کے طور پر، 2.2T کے مقناطیسی میدان کی طاقت میں، برقی مقناطیسی انڈکشن رولر قسم کی طاقتور مقناطیسی علیحدگی 0.002% سے Fe2O3 کی مقدار کو 0.0002% تک کم کر سکتی ہے۔

(2) فلوٹیشن کا عمل

فلوٹیشن ایک ایسا عمل ہے جس میں معدنی ذرات کو ان کی مختلف جسمانی اور کیمیائی خصوصیات کی بنا پر علیحدہ کیا جاتا ہے، اور اس کا بنیادی مقصد کواٹز ریت سے متعلقہ معدنیات مائکا اور فیلسپار کو ہٹانا ہے۔ لوہے کی حامل معدنیات اور کواٹز کی فلوٹیشن علیحدگی کے لیے، آلودگیوں کی شکل اور ہر ذرات کے سائز میں تقسیم کی شکل معلوم کرنا لوہے کو ہٹانے کے لیے مناسب درجہ بندی کے عمل کا انتخاب کرنے کی کلید ہے۔ زیادہ تر لوہے کی حامل معدنیات کی صفر برقی جگہ 5 سے اوپر ہوتی ہے، اور وہ تیزابیت کے ماحول میں مثبت چارج رکھتے ہیں۔ نظری طور پر، آنیونک جمع کرنے والے موزوں ہوتے ہیں۔

چربی والے تیزاب (صابن)، ہائڈروکاربائل سلفونیٹس یا سلفیٹس کو آئرن آکسائیڈ کے کانوں کی فلٹیشن کے لیے اینیونک کلکٹر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پیریٹ میں، کلاسک فلوٹنگ سلفر ایجنٹ آئسوبوٹائل زینتھٹی اور بوتیل امائن بلیک (4:1) ہے، جس کی مقدار تقریباً 200ppmw ہے، اور پیریت کو کوارٹز سے پکنگ کے ماحول میں چھوڑا جا سکتا ہے۔

ایلمنائیٹ کی فلٹیشن میں، سوڈیم اولیٹ (0.21mol/L) کو عام طور پر ایک فلٹیشن ایجنٹ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، اور pH کو 4~10 تک ایڈجسٹ کیا جاتا ہے۔ اولیٹ آئنز اور ایلمنائیٹ کی سطح پر آئرن ذرات کے درمیان ایک کیمیائی ردعمل ہوتا ہے جس سے آئرن اولیٹ بنتا ہے۔ اولیٹ آئن ایلمنائیٹ کو اچھی طرح سے پھلواتا ہے۔ حالیہ برسوں میں تیار کردہ ہائڈروکاربن پر مبنی فاسفونک ایسڈ کلکٹرز ایلمنائیٹ کے لیے اچھی پسندیدگی اور جمع کرنے کی کارکردگی رکھتے ہیں۔

(3) ایسڈ لیچنگ کا عمل

ایسڈ لیچنگ کے عمل کا بنیادی مقصد ایسڈ حل میں حل پذیر آئرن معدنیات کو ہٹانا ہے۔ ایسڈ لیچنگ کی صفائی کے اثرات پر اثر انداز ہونے والے عوامل میں کوارٹز ریت کے ذرات کا حجم، درجہ حرارت، لیچنگ کا وقت، ایسڈ کی قسم، ایسڈ کی مقدار، ٹھوس-مائع تناسب وغیرہ شامل ہیں۔ درجہ حرارت، مقدار اور کوارٹز ذرات کے قطر کو کم کرنے سے لیچنگ کی رفتار کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔

ایک قسم کے ایسڈ سے حاصل کردہ صفائی کا اثر محدود ہے، اور ملا جلا ایسڈ ایک ہم آہنگ اثر رکھتا ہے، جو Fe اور K جیسے نجی عناصروں کی ہٹانے کی شرح میں بہتری لا سکتا ہے۔ عام غیر نامیاتی ایسڈز میں HF، H2SO4، HCl، HNO3، H3PO4، HClO4، H2C2O4 شامل ہیں، ہم ایک مخصوص تناسب میں دو یا زیادہ ملازمت کا استعمال کر سکتے ہیں۔

آکسالک ایسڈ ایک نامیاتی ایسڈ ہے جو ایسڈ لیچنگ میں عمومی طور پر استعمال ہوتا ہے۔ یہ حل پذیر دھاتی آئنز کے ساتھ ایک نسبتاً مستحکم مرکب تشکیل دے سکتا ہے، اور نجاستیں آسانی سے دھوئی جا سکتی ہیں۔ کچھ لوگوں نے الٹراسونک معاون آکسالک ایسڈ کی صفائی کا استعمال کیا، اور پایا کہ روایتی ہلانے اور ٹینک الٹراسونکس کے مقابلے میں، پروب الٹراسونکس کی Fe کو ہٹانے کی شرح سب سے زیادہ ہے، آکسالک ایسڈ کی مقدار 4g/L سے کم تھی، اور آئرن کو ہٹانے کی شرح 75.4% تک پہنچی۔

مائع ایسڈ اور ہائیڈروفلورک ایسڈ کی ہم موجودگی Fe، Al، Mg اور دیگر دھاتی نجاستوں کو مؤثر طریقے سے ہٹا سکتی ہے، لیکن ہائیڈروفلورک ایسڈ کی مقدار کو کنٹرول کیا جانا چاہئے، کیونکہ ہائیڈروفلورک ایسڈ کوارٹز کے ذرات کو خراب کر سکتی ہے۔ مختلف قسم کے ایسڈ کا استعمال بھی صفائی کے معیار کو متاثر کرتا ہے۔ ان میں، HCl اور HF ملا جلا ایسڈ کا پروسیسنگ اثر بہترین ہے۔ بعض لوگوں نے مقناطیسی طور پر الگ کیے گئے کوارٹز ریت کی صفائی کے لیے HCl اور HF ملا جلا لیچنگ ایجنٹ استعمال کیا۔ کیمیائی لیچنگ کے ذریعے، نجاست کے عناصر کی کل مقدار 40.71μg/g ہے، اور SiO2 کی پاکیزگی 99.993wt% تک ہے۔

کچھ محققین نے فوٹو وولٹک شیشہ کے لیے کم آئرن کوارٹز ریت تیار کرنے کے لیے کائولن کی کھدائی کا استعمال کیا۔ کائولن کی کھدائی کا بنیادی معدنی جزو کوارٹز ہے، جس میں کم مقدار میں نجی معدنیات جیسے کہ کائولنائٹ، میکا اور فیلسپار شامل ہیں۔ جب کائولن کی کھدائی کو “پیستہ – ہائیڈرولک درجہ بندی – مقناطیسی علیحدگی – فلٹیشن” کے فوائد کے عمل سے پروسیس کیا جاتا ہے تو 0.6~0.125mm ذرات کا مواد 95% سے زیادہ ہوتا ہے، SiO2 99.62% ہے، Al2O3 0.065% ہے، Fe2O3 92×10-6 ہے۔ پروسیس کی گئی کوارٹز ریت فوٹو وولٹک شیشے کے لیے کم آئرن کوارٹز ریت کے معیار کی ضروریات کو پورا کرتی ہے۔

تجربی تحقیقی پیٹنٹ: فوٹو وولٹک شیشے کے لئے کوارٹز خام مال کی صفائی کے لئے

چینی اکیڈمی آف جیولوجیکل سائنسز کے شاؤ ویہوا نے ایک ایجاد پیٹنٹ شائع کیا: کائولین تلوں سے ہائی پیوریٹی کوارٹز ریت کی تیاری کا طریقہ۔

طریقہ کار کے مراحل:

أ.کائولین تلے خام مال کے طور پر استعمال ہوتے ہیں، اور ہلانے اور رگڑنے کے بعد، +0.6 ملی میٹر مواد حاصل ہوتا ہے؛

ب.+0.6 ملی میٹر مواد کو پیسنے کے بعد گریڈ کیا جاتا ہے، اور 0.4 ملی میٹر-0.1 ملی میٹر خام مواد کو مقناطیسی علیحدگی عمل میں شامل کیا جاتا ہے، مقناطیسی اور غیر مقناطیسی مواد حاصل کرنے کے لئے، غیر مقناطیسی مواد گریویٹی علیحدگی عمل میں داخل ہوتا ہے، گریویٹی علیحدگی ہلکے معدنیات اور گریویٹی علیحدگی وزنی معدنیات حاصل کیے جاتے ہیں، گریویٹی علیحدگی ہلکے معدنیات دوبارہ پیسنے کے عمل میں داخل ہوتے ہیں تاکہ چھانٹنے کے لئے، اور +0.1 ملی میٹر معدنیات حاصل کی جاتی ہیں؛

ج.+0.1 ملی میٹر معدنیات فلوٹیشن عمل میں داخل ہوتی ہیں تاکہ فلوٹیشن کنسنٹریٹ حاصل ہو۔ فلوٹیشن کنسنٹریٹ اوپر والے پانی کی تہہ کو ہٹا دیتا ہے اور پھر الٹراسونک پیکنگ سے گزرتا ہے، اور پھر چھانٹنے کے لئے +0.1 ملی میٹر کھردرا مواد حاصل کیا جاتا ہے جو ہائی پیوریٹی کوارٹز ریت ہے۔ اس ایجاد کا طریقہ نہ صرف اعلیٰ معیار کی کوارٹز کنسنٹریٹ مصنوعات حاصل کرتا ہے بلکہ پروسیسنگ کا وقت بھی کم کرتا ہے، ٹیکنالوجی کے عمل کو سادہ بناتا ہے اور توانائی کے خرچ کو بھی کم کرتا ہے۔

کائولین تلے بڑی مقدار میں کوارٹز وسائل موجود ہیں، جو زریں تیز سفید شیشے کے خام مال کی ضروریات کو بہتر بنا سکتے ہیں، اس کے ذریعے کائولین تلوں کے وسائل کی ری سائیکلنگ کا نیا خیال بھی فراہم کرتا ہے۔