योग्य क्वार्ट्ज फायदेमंद प्रक्रिया कशी निवडावी?
वेळ:५ सप्टेंबर २०२५
क्वार्चच्या फायद्याचा प्राथमिक उद्देश कच्च्या क्वार्च खणातील अशुद्धता जसे की लोखंड, अॅल्युमिनियम, कॅल्शियम, टायटॅनियम आणि इतर खनिज समावेश काढून टाकणे आहे, ज्यामुळे क्वार्चची शुद्धता विशिष्ट औद्योगिक मानकांचे पालन करण्यासाठी सुधारली जाते. हे मानक अंतिम उपयोगानुसार मोठ्या प्रमाणात बदलतात, साध्या काच निर्मितीपासून ते फोटोवोल्टिक काच, इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड सिलिकॉन आणि प्रगत सिरॅमिक्सपर्यंत. फायदा घेण्याची प्रक्रिया अशुद्धता प्रकार, त्यांच्या उद्भवाच्या पद्धती आणि अंतिम उत्पादनाच्या आवश्यकतांनुसार लवचिकपणे डिझाइन केली जावी.
अयस्काच्या गुणधर्मांचा समज आणि शुद्धतेचे लक्ष्य
फायदा उचलण्यापूर्वी, प्रक्रियेच्या निवडीसाठी आधारभूत असलेल्या दोन महत्वपूर्ण घटकांचा निर्धारण करण्यासाठी सखोल रासायनिक विश्लेषण आणि खनिजशास्त्रीय वर्णन आवश्यक आहे:
1. अशुद्धता प्रकार आणि वितरण
- मोफत लोखंडाचे खनिज(उदाहरणार्थ, हेमाटाइट, मॅग्नेटाइट): अशुद्धता काढण्याच्या साठी चुंबकीय विभाजन ही आवडती पद्धत आहे.
- अल्युमिनोसिलिकेट खनिजे(उदाहरणार्थ, फेल्डस्पार, मिका): फ्लोटेशन सामान्यतः या नॉन-मॅग्नेटिक अशुद्धता विभाजित करण्यासाठी वापरण्यात येते.
- जाळीचा समावेश(उदाहरणार्थ, क्वार्ट्ज क्रिस्टल जाळ्यात गुंतलेले लोखंड किंवा टायटेनियम अॅटम): यांना प्रभावीपणे काढण्यासाठी पुढील आम्ल धुलाई किंवा उच्च तापमान उपचारांची आवश्यकता असते.
२. शुद्धता आवश्यकता
- मानक काच-ग्रेड क्वार्ट्ज वाळूSiO₂ ≥ 99.5%, Fe₂O₃ ≤ 0.05%
- फोटोव्होल्टाइक-ग्रेड क्वार्ट्झ वाळूSiO₂ ≥ 99.99%, Fe₂O₃ ≤ 0.001%
- इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड क्वार्ट्जSiO₂ ≥ 99.999%, जवळजवळ कोणतीही अशुद्धता नाही.
सामान्य क्वार्ट्ज लाभ प्रक्रियेची प्रवाहरेषा
क्वार्ट्ज बेनेफिशिएशन प्रक्रिया सामान्यतः क्रशिंग, ग्राईंडिंग, प्री-ट्रीटमेंट अशुद्धता काढून टाकणे, बारीक शुद्धीकरण आणि एकत्रिकरण यांचा क्रमवार प्रक्रियेला अनुसरण करते. प्रत्येक टप्पा विशिष्ट अशुद्धता प्रकारांवर लक्ष केंद्रित करतो आणि इच्छित शुद्धता आणि कणांचे आकार प्राप्त करण्यासाठी विशेष पद्धतींचा वापर करतो.
1. कूटणे: पीठासाठी खाण तयार करणे
प्रारंभिक चिरण्याची टप्याली मोठ्या कच्च्या खाण्या ब्लॉक्सना पीसण्यासाठी योग्य व्यवस्थापित आकारात कमी करण्यासाठी आवश्यक आहे. सामान्यत: खरात आणि बारीक चिरण्याचे संयोजन लागू केले जाते:
- कोर्स क्रशिंगजव क्रशर्स सामान्यतः मोठ्या खनिज तुकड्यांना लहान तुकड्यांमध्ये तोडण्यासाठी वापरले जातात.
- सूक्ष्म क्रशिंगइम्पॅक्ट क्रशर्स किंवा कोन क्रशर्स कणांचे आकार 10–30 मिमीच्या श्रेणीत आणखी कमी करतात, त्यामुळे पुढील पीसण्यासाठी फीड आकार अनुकूलित केला जातो.
- स्क्रीनिंगकुचलल्यानंतर, कंपित पडद्यांद्वारे पदार्थ वर्गीकृत केला जातो, ज्यामुळे मोठे कण काढले जातात आणि पिठ करण्याच्या टप्प्यासाठी एकसारखे आकाराचे खाद्य सुनिश्चित केले जाते. यामुळे पिठ करण्याचा लोड कमी होतो आणि मुक्तता कार्यक्षमता सुधारते.
२. पूर्व-उपचार: जड अशुद्धता काढणे आणि मुक्ततेसाठी तयारी करणे
- धुताई आणि माती काढणेक्वार्ट्ज खनिजांमध्ये उच्च माती किंवा माती असलेल्या सामग्रीसाठी (उदा. वेधलेल्या क्वार्ट्ज वाळू), धुलाई उपकरणे जसे की सर्पिल वर्गीकरण यंत्रे किंवा चाक धुलाई यंत्रे ढिले माती आणि बारीक शिंपले काढून टाकतात. हे क्वार्ट्जच्या पृष्ठभागावर बारीक पदार्थांची चिकटण्याची प्रक्रिया टाळते, ज्यामुळे पुढील वेगळ्या प्रक्रियांमध्ये अडथळा येऊ शकतो.
- स्क्रीनिंग आणि वर्गवारीकंपनशील पडदे क्वार्ट्झ कणांना आकारानुसार आणखी विभक्त करतात, जड प्रक्रियेसाठी योग्य भागातील अंशांना वेगळे करतात आणि ग्रॅनाइट आणि कॅल्साइट यांसारख्या मोठ्या गॅंग ब्लॉक्स काढून टाकतात, ज्यामुळे पीसण्याची ऊर्जा खपत कमी होते.
3. पीसणे आणि मुक्तता: अंतर्गतम impurities उघड करणे
क्वार्ट्झ खाणी बहुतेकवेळा क्वार्ट्झ क्रिस्टल्ससोबत घनिष्ठपणे वाढलेल्या अशुद्धता खनिजांचा समावेश करतात. खनिज मुक्ती साधण्यासाठी चिरडणे आवश्यक आहे:
- सामान्य उपकरणेबॉल मिल्स किंवा रॉड मिल्स वापरले जातात, जिथे क्वार्ट्झ कणांचे रूप संरक्षित ठेवण्यासाठी ओव्हरग्राइंडिंग कमी करणे आवश्यक असते, तिथे रॉड मिल्स प्राधान्य दिले जाते.
- चहा चिराईची गडदताआवश्यक तपशील कणांच्या अशुद्धता आकारावर अवलंबून असतो. मोटे लोहेच्या खनिज समावेशासाठी (50–100 μm), 200 मेषच्या 30%-50% पाण्यात घालण्यासाठी चिरण सामान्यतः पुरेसे असते. बारीक समावेशासाठी (<20 μm), 325 मेषच्या 80% पाण्यात घालण्यासाठी किंवा त्याच्याहून बारीक चिरण आवश्यक असू शकते.
4. शुद्धीकरण
ही महत्त्वाची टप्पा अशुद्धता प्रकारानुसार तयार केलेल्या अनेक पद्धतींचा समावेश करते:
| शुद्धीकरण पद्धती |
लक्ष्य अशुद्धता |
तत्त्व आणि उपकरणांचा तपशील |
| चुंबकीय विभाजन |
आयरन आणि टायटॅनियम धातूयुक्त खनिज (Fe₃O₄, TiO₂) |
उच्च-गडद चुम्बकीय वेगळे करणारे (1.5–2.5 टेस्ला) च्या माध्यमातून चुम्बकीय संवेदनशीलतेतील फरकांचा वापर करून Fe₂O₃ चा कंटेंट 0.01% च्या खाली कमी करतो. |
| उड्डाण |
फेल्डस्पार, मिका, कॅल्साइट |
स्कारला पीएच समायोजित करते (उदा., सल्फ्युरिक आम्ल पीएच २–३), फेल्डस्पारसाठी अॅमाइनसारखी संकलक जोडते, ज्यामुळे अशुद्धता वायू वायुमंडळात संलग्न होऊन तरंगतात, तर क्वार्ट्ज काळजीत मध्ये जातो. |
| आसिड लेचिंग |
लॅटिस समावेश आणि गुणधर्मीय लवण |
आंतरिक लोखंड, अॅल्युमिनियम, कॅल्शियम अशुद्धता विरघळण्यासाठी मजबूत आम्लांचा (HCl, H₂SO₄, HF) वापर केला जातो; अल्ट्रा-हाय प्युरिटी क्वार्ट्झसाठी आवश्यक (उदा., फोटोवोल्टाईक ग्रेड); गाळलेल्या पाण्याचे तटस्थीकरण आणि उपचार आवश्यक आहेत. |
| गुरुत्वाकर्षण विभाजन |
उच्च घनता गॅंग खाणीचे खनिज (उदा., बाराइट) |
क्वार्ट्झ (2.65 ग/सेमी³) आणि जड गंगा खनिजांमधील घनता फरकाचा उपयोग करून झंझट फेऱ्या किंवा सर्पिल चोळणारे, सहसा प्रारंभिक टप्प्यांमध्ये. |
5. एकाग्रता
- पाण्याची कमी करणे आणि कोरडे करणेव्हॅक्यूम फिल्टर्स किंवा फिल्टर प्रेस एकाग्रतेमधून पाणी काढून टाकतात, नंतर आर्द्रता सामग्री 0.5% खाली आणण्यासाठी वाळवले जाते ज्यामुळे कणांचे एकत्रीकरण टाळता येईल.
- वर्गीकरण आणि अंतिम लोखंड काढण्याची प्रक्रियाएअर क्लासिफायर्स अचूक कण आकार वितरण नियंत्रण प्रदान करतात, तर स्थायी चुंबकीय ड्रम विभाजक अंतिम लोखंडाचे अशुद्धता चेक करतात जेणेकरून उत्पादनाच्या विशिष्टतांची पूर्तता केली जाईल.
योग्य क्वार्ट्ज फायदेमंद प्रक्रिया कशी निवडावी?
क्वार्ट्ज लाभाचा जटिलता आवश्यक उत्पादनाची शुद्धता आणि कणांचा आकार यांच्याशी थेट संबंधित आहे.
- निर्माण आणि काच-गुणवत्तेचा क्वार्ट्झसाधा प्रक्रिया ज्यामध्ये धुणे, गाळणे आणि चुंबकीय विभाजन समाविष्ट आहे; फ्लोटेशन किंवा आम्लाच्या लीकची गरज नाही, ज्यामुळे खर्च कमी होतो.
- फोटोव्होल्टिक आणि इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड क्वार्ट्ज: अनेक शुद्धीकरण टप्प्यांची आवश्यकता आहे: धुणे → पीसणे → पुनरावलोकनात्मक चुंबकीय विभाजन → तरंगणारा (फेल्डस्पार काढण्यासाठी उलट तरंगणारा समाविष्ट) → आम्ल झाकणे (HF + HCl) → ऐच्छिक उच्च-तापमान शुद्धीकरण टप्पे. हे टप्पे अशुद्धता ppm पातळीपर्यंत कमी करतात.
- अत्यधिक शुद्धता Quartz(उदाहरणार्थ, सेमीकंडक्टर अनुप्रयोग): वरील गोष्टींव्यतिरिक्त, पाण्याने थंड करणे (क्वार्ट्झ क्रिस्टल तुकडे करण्यासाठी आणि अंतर्गत अशुद्धता उघडण्यासाठी) आणि आयन-परिवर्तन प्रक्रिया (द्रव्यमान अशुद्धता काढण्यासाठी) यांसारख्या प्रगत पद्धतींचा वापर केला जातो, ज्यामुळे प्रक्रियेतील जटिलता आणि खर्च लक्षणीयरीत्या वाढतो.
क्वार्ट्ज लाभार्थी लक्षित अशुद्धता काढण्यावर अवलंबून आहे: पहिले, तपशीलवार खनिजशास्त्रीय आणि रासायनिक वर्णनाने अशुद्धता प्रकारांची ओळख पटवली जाते; मग मुक्तता, वेगळा करणे आणि शुद्धीकरणाची एक तार्किक मालिका लागू केली जाते. चुंबकीय विभाजन आणि फ्लोटेशन यांचा संयोजन मध्यम-ते-कमी शुद्धता क्वार्ट्ज सुधारण्याचा आधार तयार करतो, तर आम्ल धुलाई आणि प्रगत शुद्धीकरण तंत्र उच्च-शुद्धता क्वार्ट्ज उत्पादनासाठी अनिवार्य आहेत.
