Processo di purificazione della sabbia silicea e attrezzature chiave per il vetro substrato TFT-LCD: una tecnologia fondamentale per la realizzazione di display di alta precisione

Abstract: Con la diffusione dei display TFT-LCD ad alta risoluzione e di grandi dimensioni, i requisiti di planarità, purezza e stabilità termica del supporto di base - il vetro del substrato - sono sempre più esigenti. In questo articolo analizziamo lo speciale processo di purificazione e l'attrezzatura di base della sabbia di quarzo di elevata purezza (indice tipico: SiO₂ ≥ 99,7%, Fe₂O₃ ≤ 0,008%) utilizzata nella preparazione del vetro di substrato TFT-LCD; ElevateSilica, grazie alla sua tecnologia di rimozione del ferro mirata e approfondita e al suo sistema di attrezzature non inquinanti, fornisce all'industria una soluzione globale stabile e altamente efficiente e aiuta i clienti a compiere progressi! ElevateSilica fornisce soluzioni complessive stabili ed efficienti per il settore, grazie alla sua tecnologia mirata di rimozione del ferro profondo e al sistema di attrezzature non inquinanti, aiutando i clienti a superare il collo di bottiglia tecnologico delle materie prime per il vetro di base.

Requisiti rigorosi: perché la sabbia silicea per il vetro di substrato TFT-LCD è così speciale?

Il vetro del substrato TFT-LCD è il supporto delle matrici di transistor a film sottile e la sua qualità determina direttamente la chiarezza, la luminosità e l'uniformità dello schermo. La sabbia di quarzo, che è il componente principale (circa il 60-70%), deve soddisfare i seguenti requisiti estremi:

1. Purezza estremamente elevata (SiO₂ ≥ 99,7%): tracce di impurità possono alterare il coefficiente di espansione termica e la viscosità del vetro, creando increspature, bolle o cristalli precipitati durante la lavorazione ad alta temperatura, con conseguente diminuzione della resa dei pannelli.

2. Contenuto di ferro estremamente basso (Fe₂O₃ ≤ 0,008%): gli ioni di ferro assorbono in modo significativo la luce visibile, provocando l'ingiallimento e l'inverdimento del vetro e compromettendo seriamente la penetrazione della retroilluminazione e la riproduzione dei colori, con il risultato di un display opaco e spento.

3. Rigorosa distribuzione delle dimensioni delle particelle: la dimensione delle particelle deve essere uniforme e stabile; una dimensione troppo grossolana o troppo fine influisce sulla fusione uniforme del composto e sull'omogeneizzazione del liquido di vetro, che a sua volta influisce sulla planarità microscopica del vetro di supporto.

4. Eccellente stabilità chimica: la materia prima stessa deve essere stabile per evitare la dissoluzione o la reazione dell'umidità durante lo stoccaggio e il trasporto.

Processo di purificazione del nucleo: dalla materia prima alla sabbia di silice ad alta purezza

Per soddisfare i requisiti di cui sopra, un processo combinato basato su un pretrattamento fisico e una purificazione chimica approfondita è il percorso più efficiente e affidabile; il flusso di processo di ElevateSilica è il seguente:

Fase 1: Pretrattamento fisico raffinato (prearricchimento e decontaminazione)

• Obiettivo: frantumazione fino alla dimensione di dissociazione e rimozione di oltre l'80% delle impurità libere e magnetiche.

• Flusso di processo:

  1. Frantumazione e macinazione in più fasi: per ottenere una frantumazione progressiva ad alta efficienza energetica viene utilizzata una combinazione di "mascelle + cono + mulino a rulli ad alta pressione". I rivestimenti in ceramica e le sfere di zirconio ad alto tenore di allumina sono utilizzati come mezzi di macinazione chiave per eliminare l'introduzione di ferro meccanico dalla fonte.

  2. Lavaggio e deslimazione: il sottile film di ferro e i minerali di argilla sulla superficie delle particelle di quarzo vengono fortemente lavati nello scrubber e il fango fine di -20 μm viene rimosso dall'idrociclone, che riduce efficacemente l'alluminio e parte del ferro.

  3. Separazione magnetica ad alto gradiente: il processo principale di rimozione fisica del ferro. L'adozione di un separatore magnetico ad alto gradiente con un'intensità del campo di fondo fino a 1,2T o più, consente di catturare e rimuovere efficacemente i minerali contenenti ferro debolmente magnetici come ematite, limonite, mica nera, ecc. e di ridurre inizialmente il Fe₂O₃ al di sotto dello 0,015%.

Fase 2: purificazione chimica profonda (superare il "ferro ostinato")

• Obiettivo: rimuovere il "ferro ostinato" incorporato sotto forma di microinclusioni o saldamente adsorbito sulla superficie del quarzo, in modo da ridurre costantemente il Fe₂O₃ a meno dello 0,008%.

• Processo principale: lisciviazione acida delicata ed efficiente

  • Tecnologia di base: lisciviazione con una miscela di acidi appositamente formulata (solitamente un sistema di acido cloridrico-ossalico) a una temperatura, una concentrazione e un tempo di reazione specifici con agitazione.

  • Il vantaggio di ElevateSilica:

    • Ottimizzazione della formulazione: gli acidi organici come l'acido ossalico hanno una forte capacità di complessare il ferro, distruggendo efficacemente la struttura dei minerali contenenti ferro e dissolvendoli, con una bassa corrosività per il corpo del quarzo e un'elevata resa.

    • Miglioramento del processo: l' assistenza ultrasonica può essere utilizzata per produrre un "effetto cavitazione", accelerando la penetrazione dell'acido nelle microfessure e nelle inclusioni, migliorando notevolmente l'efficienza della rimozione del ferro.

    • Controllo automatico: l'intero processo viene eseguito in un reattore resistente alla corrosione, con parametri controllati con precisione da un sistema PLC per garantire la stabilità del lotto.

Fase 3: Purificazione e post-trattamento (blocco della purezza)

• Obiettivo: rimuovere accuratamente l'acido e i prodotti disciolti per ottenere prodotti finiti puliti e asciutti.

• Flusso di processo:

  1. Lavaggio in controcorrente con acqua ad alta purezza: utilizzare acqua pura a bassissima conducibilità per effettuare un lavaggio in controcorrente a più stadi fino a quando l'effluente è neutro e la conducibilità soddisfa lo standard per garantire l'assenza di radici acide e ioni metallici residui.

  2. Disidratazione di precisione: la centrifuga ad alta velocità o la filtropressa vengono utilizzate per una disidratazione ad alta efficienza per formare una torta filtrante a basso contenuto d'acqua.

  3. Essiccazione e imballaggio non inquinanti: l' essiccazione avviene con aria calda pulita in speciali apparecchiature di essiccazione e l'imballaggio a prova di umidità in ambiente chiuso per evitare l'inquinamento secondario.

Terzo, il sistema di apparecchiature chiave: la garanzia dell'atterraggio del processo

La realizzazione del processo dipende da attrezzature affidabili. Di seguito sono riportate le attrezzature principali sviluppate da ElevateSilica per la linea di purificazione della sabbia di silice per TFT-LCD:

1. Sistema di frantumazione e macinazione non inquinante:

   • Apparecchiature: frantoio a cono con rivestimento in ceramica, mulino agitatore con media in zirconio.

   • Valore: ha risolto in modo fondamentale il problema dell'inquinamento da ferro nel processo.

2. Sistema di rimozione del ferro profondo e di separazione magnetica:

   • Apparecchiatura: Separatore magnetico verticale ad anello ad alto gradiente.

   • Valore: l' elevata intensità di campo e i supporti magnetici ad alto gradiente assicurano un tasso di cattura estremamente elevato dei minerali di ferro debolmente magnetici, a garanzia dell'efficienza di rimozione del ferro fisico.

3. Sistema di decapaggio e purificazione automatizzato:

   • Apparecchiatura: reattore composito PPH/PVDF con funzione di riscaldamento e agitazione, sistema di dosaggio automatico.

   • Valore: raggiungere la precisione, la sicurezza e la protezione ambientale del processo di decapaggio e garantire l'effetto e la stabilità della purificazione chimica.

4. Sistema di lavaggio dell'acqua ad alta purezza e di trattamento delle acque reflue:

   • Apparecchiature: vasca di lavaggio in controcorrente multistadio, sistema di trattamento e neutralizzazione a membrana.

   • Valore: garantire la purezza finale del prodotto e, allo stesso tempo, ottenere lo scarico o il riciclo delle acque reflue, in linea con i requisiti ambientali.

Perché scegliere le soluzioni di ElevateSilica?

• Progettazione precisa del processo: comprendiamo a fondo i requisiti speciali del vetro per substrati TFT-LCD per quanto riguarda le materie prime e le nostre soluzioni di processo mirano direttamente all'obiettivo di "basso contenuto di ferro, elevata purezza e omogeneità".

• Perfetta corrispondenza tra attrezzature e processo: le nostre attrezzature di base, sviluppate in proprio, sono appositamente progettate per la lavorazione di materiali ad alta purezza, il che garantisce che il concetto di processo possa essere trasformato in produttività reale senza alcun danno.

• Qualità stabile del prodotto: il sistema di controllo automatizzato e la rigorosa gestione della qualità garantiscono che ogni lotto di sabbia silicea possa soddisfare costantemente il rigoroso standard di Fe₂O₃ ≤ 0,008%.

• Integrazione della linea e assistenza: forniamo un servizio completo per l'intero ciclo di vita, dall'analisi delle materie prime alla progettazione del pacchetto di processo, fino alla consegna della linea, alla messa in funzione e alla formazione tecnica, in modo che i nostri clienti non abbiano alcuna preoccupazione.

Nella concorrenza sempre più agguerrita dell'industria globale dei display, è fondamentale padroneggiare la tecnologia delle materie prime di base a monte e la capacità di purificazione della sabbia silicea per il vetro del substrato TFT-LCD è un metro importante per misurare la competitività di un'impresa o addirittura di un Paese in questo campo. ElevateSilica è disposta a collaborare con voi con il nostro processo di purificazione maturo e le nostre attrezzature chiave affidabili e a lavorare insieme per consolidare le fondamenta dell'industria cinese dei display. ElevateSilica lavorerà con voi per rafforzare le fondamenta dell'industria cinese dei display e contribuire alla creazione di un mondo visivo più chiaro e brillante.

Non esitate a contattarci per avere una soluzione tecnica e un elenco di attrezzature per la purificazione della sabbia di silice per il vetro del substrato TFT-LCD per le vostre materie prime.