Processus de purification du sable de silice et équipement clé pour le verre de substrat TFT-LCD : une technologie de base pour la réalisation d'écrans de haute précision

Résumé : Avec la popularité des écrans TFT-LCD haute résolution et de grande taille, les exigences en matière de planéité, de pureté et de stabilité thermique du support principal - le verre de substrat - sont de plus en plus strictes. Dans cet article, nous analysons le processus de purification spécial et l'équipement de base du sable de quartz de haute pureté (indice typique : SiO₂ ≥ 99,7 %, Fe₂O₃ ≤ 0,008 %) utilisé dans la préparation du verre de substrat TFT-LCD, et ElevateSilica, en vertu de sa technologie ciblée de déferrisation en profondeur et de son système d'équipement non polluant, fournit à l'industrie une solution globale stable et hautement efficace, et aide les clients à faire des percées ! ElevateSilica fournit des solutions globales stables et efficaces à l'industrie grâce à sa technologie ciblée de déferrisation en profondeur et à son système d'équipement non polluant, aidant ainsi les clients à surmonter le goulot d'étranglement technologique des matières premières pour le verre de base.

Exigences strictes : pourquoi le sable siliceux pour le verre de substrat TFT-LCD est-il si spécial ?

Le verre de substrat TFT-LCD est le support des réseaux de transistors à couche mince, et sa qualité détermine directement la clarté, la luminosité et l'uniformité de l'écran d'affichage. Le sable quartzeux, qui en est le principal composant (environ 60 à 70 %), doit répondre aux exigences extrêmes suivantes :

1. Une pureté extrêmement élevée (SiO₂ ≥ 99,7 %) : des traces d'impuretés peuvent modifier le coefficient de dilatation thermique et la viscosité du verre, créant des ondulations, des bulles ou des cristaux précipités lors du traitement à haute température, ce qui entraîne une diminution du rendement des panneaux.

2. Teneur en fer extrêmement faible (Fe₂O₃ ≤ 0,008 %) : les ions de fer absorbent de manière significative la lumière visible, ce qui entraîne un jaunissement et un verdissement du verre, affectant sérieusement la pénétration du rétroéclairage et la reproduction des couleurs, et aboutissant à un affichage terne et sans couleur.

3. Distribution stricte de la taille des particules : la taille des particules doit être uniforme et stable ; une taille trop grossière ou trop fine affectera la fusion uniforme du composé et l'homogénéisation du liquide vitreux, ce qui, à son tour, affectera la planéité microscopique du verre de substrat.

4. Excellente stabilité chimique : la matière première elle-même doit être stable pour éviter la dissolution de l'humidité ou la réaction pendant le stockage et le transport.

Processus de purification du noyau : de la matière première au sable siliceux de haute pureté

Pour répondre aux exigences susmentionnées, un processus combiné basé sur un prétraitement physique et une purification chimique approfondie est la voie la plus efficace et la plus fiable, et le flux de processus d'ElevateSilica est le suivant :

Étape 1 : prétraitement physique affiné (pré-enrichissement et décontamination)

• Objectif : broyage jusqu'à la taille de dissociation et élimination de plus de 80 % des impuretés libres et magnétiques.

• Déroulement du processus :

  1. Concassage et broyage en plusieurs étapes : une combinaison de "mâchoires + cône + broyeur à rouleaux à haute pression" est utilisée pour obtenir un broyage progressif efficace sur le plan énergétique. Des revêtements en céramique et des billes en zirconium à haute teneur en alumine sont utilisés comme principaux moyens de broyage pour éliminer l'introduction de fer mécanique à la source.

  2. Lavage et déslimage : la fine pellicule de fer et les minéraux argileux à la surface des particules de quartz sont fortement lavés dans le laveur, et la boue fine de -20 μm est éliminée par l'hydrocyclone, ce qui réduit efficacement l'aluminium et une partie du fer.

  3. Séparation magnétique à haut gradient : le cœur du processus physique d'élimination du fer. L'utilisation d'un séparateur magnétique à haut gradient avec une force de champ de fond de 1,2T ou plus permet de capturer et d'éliminer efficacement les minéraux faiblement magnétiques contenant du fer, tels que l'hématite, la limonite, le mica noir, etc. et de réduire initialement le Fe₂O₃ à moins de 0,015%.

Étape 2 : Purification chimique en profondeur (élimination du "fer récalcitrant")

• Objectif : éliminer le "fer tenace" incrusté sous forme de micro inclusions ou fermement adsorbé à la surface du quartz, de sorte que le Fe₂O₃ soit régulièrement réduit à moins de 0,008 %.

• Procédé de base : lixiviation acide douce et efficace

  • Technologie de base : lixiviation avec un mélange d'acides spécialement formulé (généralement un système d'acide chlorhydrique-oxalique) à une température, une concentration et un temps de réaction spécifiques avec agitation.

  • Avantage ElevateSilica :

    • Optimisation de la formulation : les acides organiques tels que l'acide oxalique ont une forte capacité de complexation du fer, détruisant efficacement la structure des minéraux contenant du fer et les dissolvant, avec une faible corrosivité pour le corps du quartz et un rendement élevé.

    • Amélioration du processus : l' assistance ultrasonique peut être utilisée pour produire un "effet de cavitation", accélérant la pénétration de l'acide dans les microfissures et les inclusions, ce qui améliore considérablement l'efficacité de la déferrisation.

    • Contrôle automatique : l'ensemble du processus se déroule dans un réacteur résistant à la corrosion, dont les paramètres sont contrôlés avec précision par un système PLC afin de garantir la stabilité des lots.

Étape 3 : Purification et post-traitement (verrouillage de la pureté)

• Objectif : éliminer complètement l'acide et les produits dissous pour obtenir des produits finis propres et secs.

• Déroulement du processus :

  1. Lavage à contre-courant avec de l 'eau très pure : utiliser de l'eau pure à conductivité extrêmement faible pour effectuer un lavage à contre-courant en plusieurs étapes jusqu'à ce que l'effluent soit neutre et que la conductivité réponde à la norme, afin de garantir l'absence de racine acide résiduelle et d'ions métalliques.

  2. Déshydratation de précision : une centrifugeuse à grande vitesse ou un filtre-presse sont utilisés pour une déshydratation très efficace afin de former un gâteau de filtre à faible teneur en eau.

  3. Séchage et emballage non polluants : séchage à l'air chaud propre dans un équipement de séchage spécial et emballage étanche à l'humidité dans un environnement fermé pour éviter toute pollution secondaire.

Troisièmement, le système d'équipement clé : la garantie de l'atterrissage du processus

La réalisation du processus dépend d'un équipement fiable. Voici les principaux équipements développés par ElevateSilica pour la ligne de purification du sable de silice TFT-LCD :

1. Système de concassage et de broyage non polluant :

   • Équipement : concasseur à cône à revêtement céramique, broyeur à agitateur en zircone.

   • Valeur : résolution fondamentale du problème industriel de "l'introduction de la pollution par le fer dans le processus".

2. Système de déferrisation en profondeur et de séparation magnétique :

   • Équipement : séparateur magnétique à anneau vertical et à haut gradient.

   • Valeur : l'intensité du champ et les supports magnétiques à gradient élevé assurent un taux de capture extrêmement élevé des minéraux de fer faiblement magnétiques, ce qui garantit l'efficacité de la déferrisation physique.

3. Système automatisé de décapage et de purification :

   • Équipement : réacteur composite PPH/PVDF avec fonction de chauffage et d'agitation, système de dosage automatique.

   • Valeur : assurer la précision, la sécurité et la protection environnementale du processus de décapage, et garantir l'effet et la stabilité de la purification chimique.

4. Système de lavage de l'eau de haute pureté et de traitement des eaux usées :

   • Équipement : réservoir de lavage à contre-courant à plusieurs étages, système de traitement et de neutralisation par membrane.

   • Valeur : garantir la pureté finale du produit et, en même temps, assurer l'évacuation ou le recyclage des eaux usées, conformément aux exigences environnementales.

Pourquoi choisir les solutions d'ElevateSilica ?

• Conception précise du processus : nous comprenons parfaitement les exigences particulières du verre de substrat TFT-LCD pour les matières premières, et nos solutions de processus sont directement axées sur le principe de "faible teneur en fer, haute pureté et homogénéité".

• Parfaite adéquation entre l'équipement et le processus : notre équipement de base auto-développé est spécialement conçu pour le traitement des matériaux de haute pureté, ce qui garantit que le concept de processus peut être transformé en productivité réelle sans aucun dommage.

• Qualité stable du produit : un système de contrôle automatisé et une gestion rigoureuse de la qualité garantissent que chaque lot de sable siliceux peut constamment répondre à la norme stricte de Fe₂O₃ ≤ 0,008%.

• Intégration de la ligne et service : Nous fournissons un service de cycle de vie complet, depuis l'essai des matières premières, la conception de l'ensemble des processus jusqu'à la livraison de la ligne, la mise en service et la formation technique, afin que nos clients n'aient aucun souci à se faire.

Dans la concurrence de plus en plus féroce de l'industrie mondiale des écrans, il est crucial de maîtriser la technologie des matières premières en amont, et la capacité de purification du sable siliceux pour le verre de substrat TFT-LCD est un critère important pour mesurer la compétitivité d'une entreprise ou même d'un pays dans ce domaine. ElevateSilica est prête à travailler avec vous grâce à son processus de purification mature et à son équipement clé fiable, et à travailler ensemble pour consolider les fondations de l'industrie chinoise des écrans. ElevateSilica travaillera avec vous pour renforcer les bases de l'industrie chinoise de l'affichage et contribuer à la création d'un monde visuel plus clair et plus brillant.

N'hésitez pas à nous contacter pour obtenir une solution technique et une liste d'équipements pour la purification du sable siliceux pour le verre de substrat TFT-LCD pour vos matières premières.