7N النمو البلوري وتنقية تيلوريوم

7N النمو البلوري وتنقية تيلوريوم

أنا. المعالجة المادية الخام والتنقية الأولية ‌

1. ‌اختيار المواد الخام والسحق‌

• ‌متطلبات المواد‌: استخدم خام tellurium أو الوحل الأنود (محتوى TE ≥5 ٪) ، ويفضل أن يكون صهر النحاس الوحل (يحتوي على cu₂te ، cu₂se) كمواد خام.
• ‌عملية المعالجة‌:
• التكسير الخشن لحجم الجسيمات ≤5mm ، يليه طحن الكرة إلى ≤200 شبكة ؛
• الفصل المغناطيسي (شدة المجال المغناطيسي ≥0.8t) لإزالة Fe و Ni وغيرها من الشوائب المغناطيسية ؛
• تعويم الزبد (الرقم الهيدروجيني = 8-9 ، جامعي Xanthate) لفصل Sio₂ ، CUO ، وغيرها من الشوائب غير المغناطيسية.
• ‌احتياطات‌: تجنب إدخال الرطوبة أثناء المعالجة الرطبة (يتطلب التجفيف قبل التحميص) ؛ السيطرة على الرطوبة المحيطة ≤30 ٪.

1. ‌تحميص وأكسدة Pyrometallurgic‌

• ‌معلمات العملية‌:
• درجة حرارة تحميص الأكسدة: 350-600 درجة مئوية (التحكم المرحلي: درجة حرارة منخفضة للتهاب الكبريت ، ارتفاع درجة الحرارة للأكسدة) ؛
• وقت التحميص: 6-8 ساعات ، مع معدل تدفق O₂ من 5 إلى 10 لتر/دقيقة ؛
• الكاشف: حمض الكبريتيك المركز (98 ٪ H₂so₄) ، نسبة الكتلة te₂so₄ = 1: 1.5.
• ‌التفاعل الكيميائي‌:
  Cu2te+2O2+2H2SO4 → 2CUSO4+TEO2+2H2OCU2 TE+2O2+2H2 SO4 → 2CUSO4+TEO2+2H2 O.
• ‌احتياطات‌: درجة حرارة التحكم ≤600 درجة مئوية لمنع تطهير teo₂ (نقطة الغليان 387 درجة مئوية) ؛ علاج غاز العادم مع أجهزة تنظيف هيدروكسيد الصوديوم.

‌ii. التقطير الكهربائي والتفريغ ‌

1. ‌electrorefining‌

• ‌نظام المنحل بالكهرباء‌:
• تكوين الإلكتروليت: H₂so₄ (80-120g/L) ، Teo₂ (40-60g/L) ، المضافة (الجيلاتين 0.1-0.3 جم/لتر) ؛
• التحكم في درجة الحرارة: 30-40 درجة مئوية ، معدل تدفق الدورة الدموية 1.5-2 متر مكعب/ساعة.
• ‌معلمات العملية‌:
• الكثافة الحالية: 100-150 a/m² ، جهد الخلية 0.2-0.4 فولت ؛
• تباعد الإلكترود: 80-120 مم ، سمك ترسب الكاثود 2-3 مم/8H ؛
• كفاءة إزالة الشوائب: Cu ≤5ppm ، Pb ≤1ppm.
• ‌احتياطات‌: تصفية الإلكتروليت بانتظام (دقة ≤1μm) ؛ طلاء ميكانيكي الأسطح الأنود لمنع التخميل.

1. ‌التقطير الفراغ‌

• ‌معلمات العملية‌:
• مستوى الفراغ: ≤1 × 10⁻²PA ، درجة حرارة التقطير 600-650 درجة مئوية ؛
• درجة حرارة منطقة المكثف: 200-250 درجة مئوية ، كفاءة تكثيف بخار TE ≥95 ٪ ؛
• وقت التقطير: 8-12 ساعة ، سعة دفعة واحدة ≤50 كجم.
• ‌توزيع الشوائب‌: تتراكم الشوائب المنخفضة الغليان (SE ، S) في جبهة المكثف ؛ تظل الشوائب عالية الغليان (PB ، AG) في المخلفات.
• ‌احتياطات‌: نظام فراغ ما قبل المضخة إلى ≤5 × 10⁻Pa قبل التدفئة لمنع أكسدة TE.

‌iii. نمو البلورة (تبلور الاتجاه) ‌

1. ‌تكوين المعدات‌

• ‌نماذج فرن النمو الكريستال‌: TDR-70A/B (سعة 30 كجم) أو TRDL-800 (سعة 60 كجم) ؛
• مادة بوتقة: الجرافيت عالي النقاء (محتوى الرماد ≤5ppm) ، الأبعاد φ300 × 400 مم ؛
• طريقة التدفئة: تسخين مقاومة الجرافيت ، أقصى درجة حرارة 1200 درجة مئوية.

1. ‌معلمات العملية‌

• ‌تذوب السيطرة‌:
• درجة حرارة الانصهار: 500-520 درجة مئوية ، عمق تجمع الذوبان 80-120 مم ؛
• غاز الواقي: AR (نقاء 99.999 ٪) ، معدل التدفق 10-15 لتر/دقيقة.
• ‌معلمات التبلور‌:
• معدل السحب: 1-3 مم/ساعة ، سرعة الدوران البلورية 8-12 دورة في الدقيقة ؛
• التدرج درجة الحرارة: محوري 30-50 درجة مئوية/سم ، شعاعي ≤10 درجة مئوية/سم ؛
• طريقة التبريد: قاعدة النحاس المبردة بالماء (درجة حرارة الماء من 20 إلى 25 درجة مئوية) ، تبريد إشعاعي أعلى.

1. ‌السيطرة على الشوائب‌

• ‌تأثير الفصل‌: تتراكم الشوائب مثل Fe ، Ni (معامل الفصل <0.1) عند حدود الحبوب ؛
• ‌دورات إعادة‌: 3-5 دورات ، الشوائب الإجمالية النهائية .10.1PPM.

1. ‌احتياطات‌:

• تغطية سطح الذوبان مع لوحات الجرافيت لقمع تطابق TE (معدل الخسارة ≤0.5 ٪) ؛
• مراقبة القطر البلوري في الوقت الحقيقي باستخدام مقاييس الليزر (دقة ± 0.1 مم) ؛
• تجنب تقلبات درجة الحرارة> ± 2 درجة مئوية لمنع زيادة كثافة الخلع (الهدف ≤10³/سم ²).

‌iv. فحص الجودة والمقاييس الرئيسية

‌v. بروتوكولات البيئة والسلامة

1. ‌معالجة غاز العادم‌:

• العادم التحميص: تحييد SO₂ و SEO₂ مع أجهزة تنظيف NaOH (PH≥10) ؛
• عادم التقطير الفراغ: تكثيف واستعادة بخار Te ؛ الغازات المتبقية تم امتصاصها عبر الكربون المنشط.

1. ‌إعادة تدوير الخبث‌:

• Anode Slime (يحتوي على Ag ، Au): استرداد عبر الهيدرومترولورجي (نظام H₂so₄-HCl) ؛
• بقايا التحليل الكهربائي (تحتوي على PB ، Cu): العودة إلى أنظمة صهر النحاس.

1. ‌تدابير السلامة‌:

• يجب على المشغلين ارتداء أقنعة الغاز (Te Vapor سامة) ؛ الحفاظ على تهوية الضغط السلبي (سعر صرف الهواء ≥10 دورات/ساعة).

إرشادات تحسين العمليات ‌

1. ‌تكيف المواد الخام‌: ضبط درجة حرارة التحميص ونسبة الحمض ديناميكيًا بناءً على مصادر الوحل الأنود (على سبيل المثال ، النحاس مقابل صهر الرصاص) ؛
2. ‌مطابقة معدل سحب الكريستال‌: ضبط سرعة السحب وفقًا للحمل الحراري الذائب (رقم رينولدز RE≥2000) لقمع التبريد الفائق الدستوري ؛
3. ‌كفاءة الطاقة‌: استخدم تسخين منطقة درجات الحرارة المزدوجة (المنطقة الرئيسية 500 درجة مئوية ، المنطقة الفرعية 400 درجة مئوية) لتقليل استهلاك طاقة مقاومة الجرافيت بنسبة 30 ٪.