7N Rritja dhe Pastrimi i Kristalit Tellurium

7N Rritja dhe Pastrimi i Kristalit Tellurium

Unë. Para-trajtimi i lëndës së parë dhe pastrimi paraprak

1. ,Përzgjedhja dhe Thërrmimi i lëndës së parë,

• ,Kërkesat materiale‌: Përdorni xeherorin e teluriumit ose zhul anodë (përmbajtja Te ≥5%), mundësisht zhul i anodës për shkrirjen e bakrit (që përmban Cu2Te, Cu2Se) si lëndë të parë.
• ,Procesi i paratrajtimit:
• Thërrmimi i trashë në madhësinë e grimcave ≤5 mm, i ndjekur nga bluarja me top deri në ≤200 rrjetë;
• Ndarja magnetike (intensiteti i fushës magnetike ≥0.8T) për të hequr Fe, Ni dhe papastërtitë e tjera magnetike;
• Flotacioni me shkumë (pH=8-9, kolektorë xanthate) për të ndarë SiO2, CuO dhe papastërti të tjera jomagnetike.
• ,Masa paraprake‌: Shmangni futjen e lagështirës gjatë trajtimit paraprak të lagësht (kërkon tharje përpara pjekjes); kontrolloni lagështinë e ambientit ≤30%.

1. ,Pjekja dhe oksidimi pirometalurgjik,

• ,Parametrat e procesit:
• Temperatura e pjekjes me oksidim: 350–600°C (kontrolli me faza: temperaturë e ulët për desulfurizimin, temperaturë e lartë për oksidim);
• Koha e pjekjes: 6–8 orë, me rrjedhje O2 5–10 L/min;
• Reagjenti: Acidi sulfurik i koncentruar (98% H2SO4), raporti i masës Te2SO4 = 1:1,5 .
• ,Reaksioni kimik:
  Cu2Te+2O2+2H2SO4→2CuSO4+TeO2+2H2OCu2​Te+2O2​+2H2​SO4​→2CuSO4​+TeO2​+2H2​O
• ,Masa paraprake‌: Kontrolloni temperaturën ≤600°C për të parandaluar avullimin e TeO2 (pika e vlimit 387°C); trajtoni gazrat e shkarkimit me pastruesit NaOH.

II. Elektrorafinimi dhe distilimi me vakum

1. ,Elektrorafinim,

• ,Sistemi i elektrolitit:
• Përbërja e elektrolitit: H2SO4 (80-120g/L), TeO2 (40-60g/L), aditiv (xhelatinë 0,1-0,3g/L);
• Kontrolli i temperaturës: 30–40°C, shpejtësia e qarkullimit 1,5–2 m³/h.
• ,Parametrat e procesit:
• Dendësia e rrymës: 100–150 A/m², voltazhi i qelisë 0,2–0,4V;
• Hapësira e elektrodave: 80–120 mm, trashësia e depozitimit të katodës 2–3 mm/8h;
• Efikasiteti i heqjes së papastërtive: Cu ≤5ppm, Pb ≤1ppm.
• ,Masa paraprake‌: Filtro rregullisht elektrolitin (saktësia ≤1μm); lëmoni mekanikisht sipërfaqet e anodës për të parandaluar pasivimin.

1. ,Distilimi me vakum,

• ,Parametrat e procesit:
• Niveli i vakumit: ≤1×10⁻²Pa, temperatura e distilimit 600–650°C;
• Temperatura e zonës së kondensatorit: 200–250°C, efikasiteti i kondensimit të avullit Te ≥95% ;
• Koha e distilimit: 8–12 orë, kapaciteti i një serie ≤50 kg.
• ,Shpërndarja e papastërtive‌: Papastërtitë me valë të ulët (Se, S) grumbullohen në pjesën e përparme të kondensatorit; papastërtitë me valë të lartë (Pb, Ag) mbeten në mbetje.
• ,Masa paraprake‌: Para-pomponi sistemin e vakumit në ≤5×10-3Pa përpara ngrohjes për të parandaluar oksidimin e Te.

III. Rritja e Kristalit (Kristalizim Drejtues).

1. ,Konfigurimi i pajisjes,

• ,Modelet e furrave të rritjes së kristalit‌: TDR-70A/B (kapaciteti 30 kg) ose TRDL-800 (kapaciteti 60 kg);
• Materiali crucible: grafit me pastërti të lartë (përmbajtja e hirit ≤5ppm), dimensionet Φ300×400mm ;
• Metoda e ngrohjes: Ngrohje me rezistencë ndaj grafitit, temperatura maksimale 1200°C.

1. ,Parametrat e procesit,

• ,Kontrolli i shkrirjes:
• Temperatura e shkrirjes: 500–520°C, thellësia e pishinës së shkrirjes 80–120 mm;
• Gaz mbrojtës: Ar (pastërti ≥99,999%), shpejtësia e rrjedhjes 10–15 L/min.
• ,Parametrat e kristalizimit:
• Shpejtësia e tërheqjes: 1–3 mm/h, shpejtësia e rrotullimit të kristalit 8–12 rpm;
• Gradienti i temperaturës: Aksial 30–50°C/cm, radial ≤10°C/cm ;
• Metoda e ftohjes: Bazë bakri e ftohur me ujë (temperatura e ujit 20–25°C), ftohje me rreze të lartë.

1. ,Kontrolli i papastërtive,

• ,Efekti i ndarjes‌: Papastërtitë si Fe, Ni (koeficienti i ndarjes <0,1) grumbullohen në kufijtë e kokrrave;
• ,Ciklet e rishkrirjes‌: 3–5 cikle, papastërtitë totale përfundimtare ≤0,1 ppm.

1. ,Masa paraprake:

• Mbuloni sipërfaqen e shkrirë me pllaka grafiti për të shtypur avullimin e Te (shkalla e humbjes ≤0,5%);
• Monitoroni diametrin e kristalit në kohë reale duke përdorur matës lazer (saktësia ±0,1 mm);
• Shmangni luhatjet e temperaturës >±2°C për të parandaluar rritjen e densitetit të dislokimit (objektivi ≤10³/cm²).

IV. Inspektimi i cilësisë dhe matjet kryesore

V. Protokollet e Mjedisit dhe Sigurisë

1. ,Trajtimi i gazit të shkarkimit:

• Shkarkimi i pjekjes: Neutralizoni SO2 dhe SeO2 me pastruesit NaOH (pH≥10);
• Shkarkimi i distilimit me vakum: Kondensoni dhe rikuperoni avujt e Te; gazrat e mbetur të absorbuar nëpërmjet karbonit aktiv.

1. ,Riciklimi i skorjes:

• Slime anode (që përmban Ag, Au): Rikuperohet nëpërmjet hidrometalurgjisë (sistemi H2SO4-HCl);
• Mbetjet e elektrolizës (që përmbajnë Pb, Cu): Kthimi në sistemet e shkrirjes së bakrit.

1. ,Masat e Sigurisë:

• Operatorët duhet të mbajnë maska ​​kundër gazit (avulli është toksik); mirëmbani ventilimin me presion negativ (norma e këmbimit të ajrit ≥10 cikle/orë).

Udhëzimet e optimizimit të procesit

1. ,Përshtatja e lëndës së parë‌: Rregulloni temperaturën e pjekjes dhe raportin e acidit në mënyrë dinamike bazuar në burimet e zhulit të anodës (p.sh. shkrirja e bakrit kundrejt plumbit);
2. ,Përputhja e shkallës së tërheqjes së kristalit‌: Rregulloni shpejtësinë e tërheqjes sipas konvekcionit të shkrirjes (numri Reynolds Re≥2000) për të shtypur superftohjen kushtetuese;
3. ,Efikasiteti i Energjisë‌: Përdorni ngrohjen e zonës me temperaturë të dyfishtë (zona kryesore 500°C, nënzona 400°C) për të reduktuar konsumin e energjisë ndaj rezistencës së grafitit me 30%.