सही क्वार्ट्ज लाभप्राप्ति प्रक्रिया कैसे चुनें?
समय:5 सितंबर 2025
क्वार्ट्ज के लाभकारीकरण का प्राथमिक उद्देश्य कच्चे क्वार्ट्ज अयस्क से लोहे, एल्यूमीनियम, कैल्शियम, टाइटेनियम और अन्य खनिज समावेशों जैसे अशुद्धियों को हटाना है, जिससे क्वार्ट्ज की शुद्धता को विशिष्ट औद्योगिक मानकों को पूरा करने के लिए सुधारना है। ये मानक अंत-उपयोग के आधार पर बहुत भिन्न होते हैं, जो सामान्य कांच निर्माण से लेकर फोटोवोल्टिक कांच, इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड सिलीकॉन और उन्नत सिरेमिक तक फैले होते हैं। लाभकारीकरण की प्रक्रिया को अशुद्धियों के प्रकार, उनके होने के तरीकों और अंतिम उत्पाद की आवश्यकताओं के अनुसार लचीले ढंग से डिज़ाइन किया जाना चाहिए।
खनिज विशेषताएँ और शुद्धता लक्ष्यों को समझना
लाभकारीकरण से पहले, प्रक्रिया चयन के लिए आधार बनाने वाले दो महत्वपूर्ण कारकों को निर्धारित करने के लिए व्यापक रासायनिक परीक्षण और खनिज संबंधी विशेषण अनिवार्य हैं:
1. अशुद्धता के प्रकार और वितरण
- मुक्त आयरन खनिज(जैसे, हीमाटाइट, मैग्नेटाइट): अशुद्धियों को हटाने के लिए चुंबकीय पृथक्करण पसंदीदा विधि है।
- एल्युमिनोसिलिकेट खनिज(जैसे, फेल्डस्पार, मिका): फ्लोटेशन सामान्यतः इन गैर-चुंबकीय अशुद्धियों को अलग करने के लिए उपयोग किया जाता है।
- लैटीस समावेश(उदाहरण के लिए, क्वार्ट्ज क्रिस्टल ग्रिड में निहित लोहे या टाइटेनियम के परमाणु): इनकी प्रभावी हटाने के लिए बाद में एसिड लीकिंग या उच्च तापमान वाले उपचार की आवश्यकता होती है।
2. शुद्धता आवश्यकताएँ
- मानक कांच ग्रेड क्वार्टज रेत: SiO₂ ≥ 99.5%, Fe₂O₃ ≤ 0.05%
- फोटovoltaिक-ग्रेड क्वार्ट्ज रेतSiO₂ ≥ 99.99%, Fe₂O₃ ≤ 0.001%
- इलेक्ट्रॉनिक-गुणवत्ता वाला क्वार्ट्जSiO₂ ≥ 99.999%, लगभग कोई अशुद्धता नहीं.
विशिष्ट क्वार्ट्ज लाभकारी प्रक्रिया प्रवाह
क्वार्ट्ज लाभकारी प्रक्रिया सामान्यत: कुचलने, पीसने, पूर्व-उपचार अशुद्धता निवारण, बारीक शुद्धिकरण और संकेंद्रण की अनुक्रमिक प्रक्रिया का पालन करती है। प्रत्येक चरण विशेष अशुद्धता प्रकारों को लक्षित करता है, जिसे इच्छित शुद्धता और कण आकार प्राप्त करने के लिए विशेष विधियों का उपयोग किया जाता है।
1. कुचलेनाः पीसने के लिए अयस्क तैयार करना
आरंभिक क्रशिंग चरण बड़े कच्चे अयस्क ब्लॉकों को पीसने के लिए उपयुक्त प्रबंधनीय आकारों में कम करने के लिए आवश्यक है। आमतौर पर, मोटे और बारीक क्रशिंग के संयोजन का उपयोग किया जाता है:
- कोर्स क्रशिंगजॉ क्रशर आमतौर पर बड़े खनिज टुकड़ों को छोटे टुकड़ों में तोड़ने के लिए उपयोग किए जाते हैं।
- फाइन क्रशिंगइम्पैक्ट क्रशर्स या कोन क्रशर्स कण के आकार को 10–30 मिमी के दायरे में और कम करते हैं, जो बाद की ग्राइंडिंग के लिए फ़ीड आकार को अनुकूलित करते हैं।
- स्क्रीनिंगक्रशिंग के बाद, वाइब्रेटिंग स्क्रीन सामग्री को वर्गीकृत करती हैं, बड़े कणों को हटाती हैं और पीसने के चरण के लिए समान खाद्य आकार सुनिश्चित करती हैं। यह पीसने के लोड को कम करता है और मुक्त करने की दक्षता को सुधारता है।
2. पूर्व-उपचार: मोटे अशुद्धियों को हटाना और मुक्ति के लिए तैयारी करना
- धुलाई और कीचड़ हटानाक्वार्ट्ज अयस्कों के लिए जिनमें उच्च मिट्टी या कीचड़ की मात्रा होती है (जैसे कि मौसम के कारण क्षीणित क्वार्ट्ज रेत), धोने वाले उपकरण जैसे सर्पिल वर्गीकर्ता या पहिया धोने वाले ढीली मिट्टियों और बारीक कीचड़ों को हटाते हैं। यह क्वार्ट्ज सतहों पर बारीक सामग्री के चिपकने को रोकता है, जो आगे की पृथक्करण प्रक्रियाओं में बाधा डाल सकता है।
- स्क्रीनिंग और वर्गीकरणवाइब्रेटिंग स्क्रीन क्वार्ट्ज कणों को आकार द्वारा अलग करती हैं, मोटे प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त अंशों को अलग करती हैं और ग्रेनाइट और कैल्साइट जैसे बड़े गैंज ब्लॉक्स को हटा देती हैं, जिससे पीसने की ऊर्जा खपत कम होती है।
3. पीसना और मुक्ति: समाहित अशुद्धियों को उजागर करना
क्वार्ट्ज अयस्कों में अक्सर अशुद्धि खनिज होते हैं जो क्वार्ट्ज क्रिस्टलों के साथ गहरे मिलकर बने होते हैं। खनिज स्वतंत्रता प्राप्त करने के लिए पीसने की आवश्यकता होती है:
- विशिष्ट उपकरणबॉल मिल या रॉड मिल का उपयोग किया जाता है, जिसमें रॉड मिल को प्राथमिकता दी जाती है जब अधिक पीसने से क्वार्ट्ज कण की संरचना को बनाए रखना आवश्यक हो।
- पीसने की महीनताआवश्यक महीनाईimpurity ग्रेन आकार पर निर्भर करती है। मोटे लोहे के खनिज समावेश (50–100 μm) के लिए, 200 मेष पर 30%-50% पास करने के लिए पीसना आमतौर पर पर्याप्त होता है। महीन समावेश (<20 μm) के लिए, 325 मेष या उससे महीन पर 80% पास करने के लिए पीसना आवश्यक हो सकता है।
4. शुद्धिकरण
यह महत्वपूर्ण चरण अशुद्धता के प्रकारों के अनुसार तैयार की गई कई विधियों को मिलाता है:
| परिशोधन विधि |
लक्ष्य अशुद्धियाँ |
सिद्धांत और उपकरण विवरण |
| चुंबकीय पृथक्करण |
आयरन और टाइटेनियम युक्त खनिज (Fe₃O₄, TiO₂) |
उच्च-ग्रेड चुंबकीय विभाजकों (1.5–2.5 टेस्ला) के माध्यम से चुंबकीय संवेदनशीलता में भिन्नताओं का उपयोग कर Fe₂O₃ सामग्री को 0.01% से नीचे लाना। |
| फ्लोटेशन |
फेल्डस्पार, मिका, कैल्साइट |
स्लरी का पीएच समायोजित करता है (जैसे, सल्फ्यूरिक एसिड को पीएच 2–3 में), फेल्डस्पार के लिए संग्रहकों जैसे कि अमाइनों को जोड़ता है, जिससे अशुद्धियाँ बुलबुलों से चिपक जाती हैं और तैरती हैं, जबकि क्वार्ट्ज नीचे बैठ जाता है। |
| एसिड लीचिंग |
जाली समावेश और घुलनशील नमक |
आंतरिक लोहा, एल्यूमिनियम, कैल्शियम अशुद्धियों को समाप्त करने के लिए मजबूत एसिड (एचसीएल, एच₂एसओ₄, एचएफ) का उपयोग करता है; अल्ट्रा-हाई प्यूरीटी क्वार्ज़ (जैसे, फोटोवोल्टाइक ग्रेड) के लिए आवश्यक है; यह अपशिष्ट जल तटस्थकरण और उपचार की आवश्यकता होती है। |
| गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण |
उच्च घनत्व गैंग खनिज (जैसे, बैराइट) |
क्वार्ट्ज (2.65 ग/सेमी³) और भारी कंग खनिजों के बीच घनत्व के अंतर का लाभ उठाते हुए, आमतौर पर खुरदरे चरणों में, झूलते मेजों या सर्पिल संकेंद्रकों का उपयोग करते हैं। |
5. एकाग्रता
- डिवोटरिंग और सुखानावैक्यूम फ़िल्टर या फ़िल्टर प्रेस सांद्रता से पानी निकालते हैं, इसके बाद सूखने की प्रक्रिया होती है ताकि नमी की मात्रा 0.5% से नीचे हो जाए और कणों का समूह बनने से रोका जा सके।
- वर्गीकरण और अंतिम लोहा निकालनाएयर क्लासीफायर सटीक कण आकार वितरण नियंत्रण प्रदान करते हैं, जबकि स्थायी चुंबकीय ड्रम विभाजक अंतिम लोहे की अशुद्धता जांच करते हैं ताकि उत्पाद के विनिर्देश पूरे हों।
सही क्वार्ट्ज लाभप्राप्ति प्रक्रिया कैसे चुनें?
क्वार्ट्ज बेनिफिशिएशन की जटिलता आवश्यक उत्पाद की शुद्धता और कण के आकार के साथ सीधे संबंधित है:
- निर्माण और कांच-ग्रेड क्वार्ट्जसाधारण प्रक्रिया जिसमें धोना, छानना और चुम्बकीय पृथक्करण शामिल है; फ्लोटेशन या एसिड लिचिंग की आवश्यकता नहीं है, जिससे लागत कम होती है।
- फोटोवोल्टाइक और इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड क्वार्ट्ज: कई शोधन चरणों की आवश्यकता होती है: धोना → पीसना → पुनरावर्ती चुंबकीय विभाजन → तैराकी (फेल्डस्पार को हटाने के लिए विपरीत तैराकी शामिल) → अम्ल उगाहना (HF + HCl) → वैकल्पिक उच्च-तापमान शोधन कदम। ये चरण अशुद्धियों को पीपीएम स्तर तक कम करते हैं।
- अतिरिक्त उच्च शुद्धता क्वार्ट्ज(उदाहरण के लिए, अर्धचालक अनुप्रयोग): उपरोक्त के अतिरिक्त, जल ठंडा करने जैसी उन्नत विधियाँ (क्वार्ट्ज क्रिस्टलों को तोड़ने और आंतरिक अशुद्धियों को उजागर करने के लिए) और आयन-परिवर्तन प्रक्रियाएँ (घुलनशील अशुद्धियों को हटाने के लिए) उपयोग की जाती हैं, जो प्रक्रिया की जटिलता और लागत को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाती हैं।
क्वार्ट्ज संवर्धन लक्षितImpurity हटाने पर निर्भर करता है: पहले, विस्तृत खनिज विज्ञान और रासायनिक विशेषता अशुद्धता के प्रकारों की पहचान करती है; फिर एक तार्किक अनुक्रम मुक्ति, पृथक्करण और शुद्धीकरण लागू किया जाता है। मैग्नेटिक पृथक्करण को फ्लोटेशन के साथ मिलाकर मध्य-से-निम्न शुद्धता वाले क्वार्ट्ज उन्नयन की रीढ़ बनाता है, जबकि एसिड लीचिंग और उन्नत शुद्धीकरण तकनीकें उच्च-शुद्धता वाले क्वार्ट्ज उत्पादन के लिए अनिवार्य हैं।
