דיון על טיהור הפרדה מגנטית של חול קוורץ בטוהר גבוה
דיון על טיהור הפרדה מגנטית של חול קוורץ בטוהר גבוה
הכנסת חול קוורץ בטוהר גבוה
כחומר בסיסי חיוני בתחום ההייטק, נעשה שימוש נרחב יותר ויותר בחול קוורץ בטוהר גבוה.
חול קוורץ בטוהר גבוה, כפי שהשם מרמז, הוא הטוהר של זיהומים גבוהים פחות חול קוורץ, תכולת SIO ₂ גדולה מ-99.9% (3N), המשמשת בעיקר בתחומי תקשורת, אלקטרוניקה, פוטו וולטאים ואחרים, היא הגבוהה ביותר מוצרי ערך מוסף בכל מוצרי חול הקוורץ.
חול קוורץ ברזל נמוך הוא תכולת הברזל הנמוכה מ-120PPM של מוצרי חול קוורץ, תכולת הזיהומים שלו נמוכה, תכולת SIO ₂ גדולה בדרך כלל מ-99% (2N), משמשת בעיקר בייצור זכוכית לבנה במיוחד, שידורה עד 91.5 %, גבוה בהרבה מהזכוכית הרגילה של 86% שידור. כחומר גלם לייצור זכוכית לבנה במיוחד, חול קוורץ דל ברזל הינו מוצר בעל ערך מוסף גבוה יחסית במוצרי חול קוורץ. במקרים מסוימים חול קוורץ ברזל נמוך מחולק לטווח של חול קוורץ טהור גבוה.
עם הביקוש הגובר לחול קוורץ בחברה, דרישות האיכות הולכות וגדלות, וגם הביקוש לחול קוורץ בטוהר גבוה עולה, בעוד שחול קוורץ טבעי מכיל הרבה זיהומים מזיקים, ולכן תהליך הטיהור של חול קוורץ מאוד חשוב.
מאפיינים של תהליך טיהור של חול קוורץ בטוהר גבוה
תכולת חול קוורץ בטוהר גבוה SIO ₂ גבוהה מאוד, התכולה הכוללת של זיהומים באופן כללי לא עולה על 1000PPM, וסוג הזיהומים לרוב אינו יחיד, לא ניתן להסיר בדרך אחת, כך שכל שיטת טיהור עבור הספציפי תכולת הזיהומים נמוכה יותר, מה שמציב דרישות מחמירות יותר לאמצעי טיהור.
שיטות טיהור כגון הפרדה מגנטית, ציפה, כבישה וקלייה הן תהליכי הטיהור העיקריים לייצור קוורץ בטוהר גבוה כיום. כל תהליך טיהור דורש הסרה ממוקדת של סוגים שונים של זיהומים במהלך הייצור. בשל תכולת הזיהומים הנמוכה מאוד, בתהליך הטיהור, יש צורך לשלוט במדויק על כל מצב, להימנע מצריכה מיותרת וזיהום משני ולבסוף להשיג חול קוורץ בטוהר גבוה בהתאם לתקן.
כשיטת טיהור להסרת ברזל, להפרדה מגנטית יש מאפיינים של אפס פליטה וללא צריכה של כימיקלים. כשיטת טיהור ידידותית לסביבה וכלכלית, נעשה שימוש נרחב בהפרדה מגנטית בתחום טיהור הקוורץ. בהסרת זיהומי ברזל עבור חול קוורץ בטוהר גבוה, להפרדה מגנטית יש גם תפקיד שאין לו תחליף, במקביל, טיהור חול קוורץ בטוהר גבוה מציג גם דרישות מחמירות יותר ליישום הפרדה מגנטית.
ישנם סוגים רבים של ציוד הפרדה מגנטי לטיהור חול קוורץ. הציוד הקונבנציונלי הנוכחי כולל בעיקר את שש הקטגוריות הבאות, ובכמה הזדמנויות ישתמשו גם במפריד מגנטי צנטריפוגלי, מפריד מוליך-על וציוד אחר.
מפריד מגנטי תוף רטוב
ומפריד מגנטי רטוב לחגורת La T
מפריד מגנטי רטוב בעוצמה גבוהה
מכונה לטיהור חומרי תרחיץ
מפריד מגנטי אבקת רטט תוף
מפריד מגנטי של אבקת רולר
מגמת פיתוח של ציוד הפרדה מגנטי לחול קוורץ בטוהר גבוה
מגבלות של טיהור הפרדה מגנטית קונבנציונלית
דרך חול קוורץ וזיהומים של הבדלים מגנטיים להפרדה מגנטית, בעיקר למינרלים מגנטיים ברזליים. נכון להיום, תהליך טיהור ההפרדה המגנטי הקונבנציונלי של חול קוורץ הוא כדלקמן: ריסוק - שחיקה - הסרת סלעים - דירוג - מגנטי בינוני - מגנטי בעוצמה גבוהה - מגנטי בעוצמה גבוהה שלב שני.
על פי התהליך המקובל, טוהרו כמה דגימות עפרות קוורץ ממונגוליה הפנימית, גואנגדונג, אנהוי ואזורים אחרים. תכולת הברזל של תרכיז קוורץ היא בעיקר 200-800PPM, ותכולת הטומאה הכוללת היא בדרך כלל סביב 5000PPM, שעדיין יש פער מסוים מהמדד של חול קוורץ בטוהר גבוה.
אם ניקח לדוגמא את המכונה המגנטית הרטובה האנכית הרטובה בעוצמה גבוהה כדוגמה, בשל מגבלת צורת המבנה, עוצמת השדה המגנטי ברקע שלה לא תעלה על 1.8T, ומקדם היניקה של המשטח הבינוני לא יעלה על 1016.
זיהומים בשלב טיהור קוורץ בטוהר גבוה, הזיהומים העיקריים הם גוף החיים, תכלילים וכן הלאה, ניתן לאלץ מפריד מגנטי רטוב בעוצמה גבוהה לספוג כמה זיהומים, אך בהשפעת כוח ההפרעה, חלק מהזיהומים מבינוני יישאבו לרכז קוורץ שוב, בנוסף לברזל, במיוחד עבור תכולת ברזל בנוסף ל-100 ppm של רכז קוורץ ברזל, מפריד מגנטי בעוצמה גבוהה בשלב מסוים ייראה חלש, באותו זמן בקופסה הבינונית מתחת לחילוץ יאבד חלק מהתרכיז, אפקט ההפרדה המגנטית הסופי עולה על ההפסד.
לציוד הפרדה מגנטי קונבנציונלי יש השפעה מצוינת בסילוק הברזל הראשוני, אך הוא אינו אידיאלי בשלב הטיהור של קוורץ בטוהר גבוה עם תכולת ברזל נמוכה מאוד וייצור ואריזה מתמשכים מסובכים.
מגמת פיתוח של הפרדה מגנטית לחול קוורץ בטוהר גבוה
כיום, תהליך הטיהור הטיפוסי של חול קוורץ בטוהר גבוה מבוסס בעיקר על הפרדה מגנטית + כבישה + ציפה. הרעיונות הספציפיים הם כדלקמן: טיפול הפרדה מגנטי של זיהומים מגנטיים, טיפול בכבישה של זיהומים תחמוצת מתכת, טיפול ציפה של נציץ פלדספר וזיהומים אחרים שאינם מתכתיים.
ישנם שני סוגים של הפרדה מגנטית בשוק, הפרדה מגנטית רטובה והפרדה מגנטית יבשה.
הפרדה מגנטית רטובה נמצאת בשימוש נרחב בטיהור חול קוורץ, בעל המאפיינים של אפקט משמעותי של הסרת ברזל, יכולת טיפול גדולה וללא זיהום אבק. בשלב הראשוני של טיהור חול קוורץ, הפרדה מגנטית רטובה נחשבת בדרך כלל לדרך מצוינת לטיהור הסרת ברזל, אך בשלב של ניקוי קוורץ בטוהר גבוה, השפעת טיהור ההפרדה המגנטית הרטובה הרגילה אינה ברורה, הסיבות לכך יכולות להיות לסכם כשלוש נקודות.
• תכולת הברזל נמוכה מאוד, וההסתברות לכוח מגנטי למעשה לכידת חלקיקים מגנטיים נמוכה.
• לטומאת ברזל יש מגנטיות חלשה ושאיבה מגנטית לא מספקת
• בתהליך של הפרדה רטובה, כוח התגובה הנוזל חזק ומורכב, ולא ניתן לשלוט במדויק על כוח הנוזל
לכן, אם ניתן להגדיל את ההסתברות למגע מגנטי אפקטיבי, ניתן להגדיל את יניקת השדה המגנטי, וניתן לשלוט ביעילות בכוח התגובה הן הבעיות העומדות בפני יישום הפרדה מגנטית בתחום הטוהר הגבוה.
להפרדה מגנטית יבשה יש מאפיינים של בקרת חלוקת חומרים גבוהה, צורות שדה מגנטי, כוח נוזל חלש, במקרה של הסרת ברזל קוורץ בטוהר גבוה, הפרדה מגנטית יבשה מתאימה יותר. על פי המאפיינים של חול קוורץ בטוהר גבוה, פותח ציוד הפרדה מגנטי יבש מיוחד, אשר משפיע לטובה על ייצור חול קוורץ בטוהר גבוה עם טוהר יציב. לכן, ציוד הפרדה מגנטי יבש יכול לשמש כאמצעי טיהור רב עוצמה של קוורץ בטוהר גבוה בשלב הניקוי בעתיד.
LONGi יכולה לספק ללקוח ציוד הפרדה מגנטית רטובה והפרדה מגנטית יבשה, ובאמצעות חדשנות מתמשכת, לקדם איטרציה ושדרוג המוצר, לקדם את הפיתוח של טכנולוגיית ייצור חול קוורץ בטוהר גבוה.
