Dari pasir kuarsa biasa ke program pemurnian pasir kuarsa dengan kemurnian tinggi: jalur teknologi, proses inti, dan solusi keseluruhan

Abstrak: Cara memurnikan pasir kuarsa biasa (kandungan SiO₂ biasanya di bawah 99,5%) menjadi pasir kuarsa dengan kemurnian tinggi (SiO₂≥99,99%-99,999%) yang memenuhi persyaratan bidang teknologi tinggi seperti fotovoltaik, serat optik, semikonduktor, dan sebagainya, merupakan salah satu tantangan utama dalam industri material modern. Makalah ini secara sistematis menjelaskan solusi pemurnian lengkap dari pasir kuarsa biasa menjadi pasir kuarsa dengan kemurnian tinggi, termasuk empat tahap evaluasi bahan baku, perlakuan awal fisik, pemurnian kimiawi yang mendalam dan pemrosesan akhir, dan berfokus pada analisis teknologi inti. dengan teknologi proses yang komprehensif dan kemampuan integrasi peralatan, memberikan solusi pemurnian pasir kuarsa dengan kemurnian tinggi yang dapat disesuaikan kepada pelanggan, mulai dari validasi laboratorium hingga produksi industri. solusi pemurnian.

I. Pendahuluan: Menyeberangi Jurang Kemurnian

Terdapat "jurang kemurnian" yang sangat besar antara pasir kuarsa biasa dan pasir kuarsa dengan kemurnian tinggi. Kesenjangan ini bukan hanya perbedaan persentase kandungan silika, tetapi juga batas kontrol terhadap jenis, kandungan, dan keberadaan pengotor internal. Pasir kuarsa dengan kemurnian tinggi (biasanya disebut sebagai SiO₂>99,99% dari produk) adalah pembuatan cawan lebur fotovoltaik, batang pra-fabrikasi serat optik, perangkat optik kelas atas, dan komponen elektronik dari bahan dasar utama. Untuk mencapai transformasi dari pasir kuarsa biasa menjadi pasir kuarsa dengan kemurnian tinggi, diperlukan serangkaian program pemurnian yang ilmiah, tepat, dan layak secara ekonomi.

Kedua, landasan program pemurnian: penilaian kelayakan bahan baku

Tidak semua pasir kuarsa biasa cocok untuk dimurnikan ke tingkat kemurnian tinggi. Langkah pertama dalam program ini adalah penilaian yang tepat terhadap bahan baku.

• Analisis mineralogi: Menentukan jenis dan kandungan mineral kalkopirit (misalnya feldspar, mika, lempung).

• Analisis pengotor : Analisis utama adalah apakah pengotor seperti besi, aluminium, kalium, natrium, dll., berada dalam fase mineral yang terpisah atau terdapat dalam kuarsa sebagai inklusi cairan, substitusi kisi, dll. Yang terakhir ini merupakan tantangan utama dalam pemurnian. Yang terakhir ini adalah kesulitan utama dalam pemurnian.

• Evaluasi Mineralogi Proses: Untuk menilai potensi dan keekonomian dari bahan baku ini untuk mencapai kadar target melalui jalur teknologi yang ada melalui percobaan-percobaan kecil.

III. Program pemurnian empat tahap dari pasir kuarsa biasa menjadi pasir kuarsa dengan kemurnian tinggi

Program pemurnian yang lengkap adalah proyek sistematis multi-langkah, multi-teknologi yang sinergis, dan program ElevateSilica dibagi menjadi empat tahap berikut:

Tahap 1: Pra-perawatan dan pemurnian fisik (pra-pengayaan)
Tujuan: Menghilangkan sebagian besar pengotor mineral dan menyiapkan bahan baku untuk pemurnian kimiawi yang mendalam.

1. Penghancuran dan Penggilingan: Dengan menggunakan peralatan dengan tingkat kemurnian tinggi seperti roll crusher multi-layer dan cone crusher, bijih secara bertahap dihancurkan hingga mencapai ukuran disosiasi monomer untuk meminimalkan kontaminasi sekunder.

2. Penggosokan dan pemangkasan: Gunakan kekuatan mekanis untuk menggosok besi film tipis dan kotoran perekat pada permukaan kuarsa, dan singkirkan mineral lempung berbutir halus melalui pemangkasan hidraulik.

3. Pemisahan gravitasi dan pemisahan magnetik:

   • Pemilahan gravitasi: Penghapusan mineral padat seperti garnet dan turmalin.

   • Pemisahan magnetik: cara fisik inti untuk menghilangkan besi. Untuk menghilangkan mineral magnetik yang kuat (seperti magnetit) menggunakan pemisahan magnetik berkekuatan sedang, dan kemudian menggunakan pemisah magnetik kuat gradien tinggi untuk menghilangkan hematit, mika hitam dan mineral magnetik lemah lainnya, dapat secara signifikan mengurangi Fe₂O₃.

Tahap 2: Pemurnian Kimia Mendalam (Proses Inti)
Tujuan: Menghilangkan jejak pengotor yang sulit dihilangkan dengan metode fisik dan terenkapsulasi di permukaan atau di dalam partikel kuarsa.

1. Pemurnian pencucian asam (pengawetan): pemurnian andalan pada tahap ini.

   • Prinsip: Menggunakan campuran asam (misalnya asam klorida, asam sulfat, asam oksalat, asam fluorida, dll.) untuk bereaksi dengan mineral pengotor dalam kondisi panas, menyebabkannya larut.

   • Keunggulan ElevateSilika:

     • Formulasi Asam yang disesuaikan: Jenis, konsentrasi, dan rasio asam dioptimalkan sesuai dengan karakteristik pengotor dalam bahan baku, mencapai keseimbangan terbaik antara pencucian yang efisien dan berkurangnya kehilangan kuarsa.

     • Kondisi reaksi yang ditingkatkan: Pelindian yang diaduk dan pelindian berbantuan ultrasonik digunakan untuk meningkatkan permeabilitas larutan asam dan meningkatkan efisiensi penghilangan inklusi.

     • Perlindungan dan daur ulang lingkungan: Dilengkapi dengan daur ulang kabut asam dan sistem regenerasi limbah asam untuk mewujudkan produksi yang ramah lingkungan.

Tahap III: Pemurnian klorinasi termal (untuk persyaratan kemurnian yang sangat tinggi)
Tujuan: Untuk pasir kuarsa dengan kemurnian sangat tinggi (mis. serat optik, kelas semikonduktor) yang membutuhkan SiO₂>99,995%, jejak logam alkali dan inklusi gelembung dalam kisi kristal perlu dihilangkan.

• Prinsip: Gas klorin atau klorida (misalnya Cl₂, HCl) dimasukkan pada suhu tinggi (di atas 1000 ° C) dan dalam suasana lembam. Gas-gas ini bereaksi dengan pengotor logam (misalnya Na, K, Li) dalam kisi kuarsa untuk membentuk gas klorida, yang kemudian terbawa.

• APLIKASI: Teknologi ini memiliki ambang batas yang sangat tinggi dan merupakan kunci untuk menyiapkan pasir kuarsa dengan kualitas terbaik dan kemurnian tinggi dan biasanya digunakan dalam pemrosesan akhir produk akhir.

Tahap 4: Pemrosesan Akhir dan Kontrol Kualitas

1. Pencucian dan Pengurasan dengan Kemurnian Tinggi: Pencucian multi-tahap berlawanan arah dengan air ultra murni hingga air buangannya netral, untuk memastikan tidak ada asam atau ion yang terlarut yang tersisa.

2. Pengeringan dan Pengemasan: Pengeringan di lingkungan yang bersih dan pengemasan untuk mencegah kontaminasi.

3. Pemeriksaan kualitas yang komprehensif: ICP-OES/MS digunakan untuk menganalisis komposisi kimia, pengukur partikel laser untuk menganalisis distribusi ukuran partikel, dan mikroskop elektron untuk menganalisis morfologi, untuk memastikan bahwa produk tersebut memenuhi semua standar.

Manfaat Utama dari Solusi Pemurnian ElevateSilika

1. Desain proses yang disesuaikan: Kami memahami bahwa "satu tambang, satu wadah", tidak pernah memberikan solusi yang cocok untuk semua. Berdasarkan karakteristik bahan baku dan standar produk target Anda, kami dapat menyesuaikan solusi pemurnian yang paling hemat biaya dan efisien.

2. Integrasi dan Optimalisasi Teknologi: Kami tidak hanya menguasai teknologi individual, tetapi juga pandai menggabungkan dan menghubungkan rute proses fisik, kimia, termal, dan lainnya untuk memaksimalkan efisiensi seluruh proses.

3. Peralatan inti yang dikembangkan sendiri: Kami menyediakan peralatan inti yang dikembangkan sendiri mulai dari sistem penggilingan dan pengklasifikasian yang hemat energi, penghilangan besi dalam dan pemisah magnetik hingga jalur pengawetan lingkungan yang dikontrol secara otomatis untuk memastikan bahwa teknologinya sudah siap dan kinerjanya terjamin.

4. Penyerahan lini yang lengkap dan dukungan yang berkelanjutan: Kami menyediakan proyek-proyek siap pakai mulai dari uji laboratorium, peningkatan skala percontohan hingga desain lini yang lengkap, pembuatan peralatan, instalasi dan commissioning, serta pelatihan teknis, dan memberikan dukungan berkelanjutan kepada para pelanggan untuk pengoptimalan produksi.

Jalur dari pasir kuarsa biasa ke pasir kuarsa dengan kemurnian tinggi merupakan pendakian yang menantang. ElevateSilica, sebagai penyedia solusi teknologi dan peralatan pasir silika profesional, bersedia menjadi mitra Anda yang paling solid dengan solusi pemurnian pasir kuarsa dengan kemurnian tinggi yang sistematis dan kemampuan implementasi teknik yang andal untuk menembus batas kemurnian dan memberdayakan pengembangan masa depan industri manufaktur kelas atas China. industri manufaktur di Cina.

Hubungi kami hari ini untuk solusi pemurnian yang disesuaikan dan analisis kelayakan berdasarkan bahan baku pasir kuarsa Anda!