تتطلب معالجة رمل الكوارتز عالي النقاء التخليل. وهذا دقيق في ظل الظروف الحالية المعدنية ظروف المعالجة. للتخليل تأثيرات ووظائف مختلفة. من الصعب استبدالها بغسل الماء أو التعويم أو غير ذلك من الطرق. يمكنه إزالة الشوائب. توجد على سطح جزيئات رمل الكوارتز. تتشكل على شكل شوائب أو مدمجة داخل الجزيئات. هذه خطوة حاسمة في معالجة الكوارتز عالي النقاء.
في الإنتاج، تؤثر الحموضة والوقت ودرجة الحرارة على التخليل. يعد الغسيل الحمضي والمعالجة والمعدات من العوامل الرئيسية أيضًا.
حموضة
تسمح عملية التخليل في الواقع للشوائب بالتفاعل كيميائيًا مع الأحماض. في ظل ظروف معينة، يمكن أن يختلف تركيز وتكوين الأحماض. وتختلف أيضًا تأثيرات التفاعل مع الشوائب. لذلك، يختلف مستوى التأثير على جودة الكوارتز عالي النقاء.
يحتوي خام الكوارتز على شوائب مثل الإيبيدوت والروتيل والميكا. وتحتوي معظم هذه المعادن على أكاسيد وأملاح معدنية ملتصقة بسطح خام الكوارتز. يمكن أن تتفاعل مع مجموعة متنوعة من أكاسيد المعادن والأملاح. هذا يشكل الكلورات القابلة للذوبان. لكنها لا تستطيع إذابة معظم السيليكات.
العديد من المعادن الموجودة في الكوارتز تحتوي على السيليكون. لذلك، هناك حاجة إلى بعض حمض الهيدروفلوريك لإذابتها.
تظهر التجربة أنه عند درجة حرارة معينة تزداد الحموضة. المزيد من الجزيئات التفاعلية لكل وحدة حجم تؤدي إلى جزيئات أكثر نشاطًا. وهذا يعزز معدل التفاعل ويقلل من تأثير التخليل.
درجة حرارة
تلعب درجة الحرارة دورًا حاسمًا في جودة تخليل الكوارتز. بالكاد يتفاعل الإيبيدوت والروتيل مع الحمض في درجة حرارة الغرفة. تسخينه في الحمض يزيد من التأثير. كلما زادت سخونة، أصبح التأثير أقوى. يختلف تأثير العلاج بشكل كبير بين الشتاء والصيف. وهذا صحيح على مدار السنة. السبب الرئيسي هو اختلاف درجات الحرارة الخارجية.
تعمل درجات الحرارة المرتفعة على تسريع حركة الجزيئات. وهذا يؤدي إلى المزيد من الاصطدامات ويبطئ معدل التفاعل. يمكن أن يؤدي التسخين إلى تحويل الجزيئات غير النشطة في المحلول إلى جزيئات نشطة. وهذا يعزز معدل التفاعل ويعزز تأثير العلاج.
ومع ذلك، كلما ارتفعت درجة الحرارة، كان ذلك أفضل. عند 60 درجة مئوية، يصبح الحمض أكثر تطايرًا. لذا، يجب أن نحافظ على درجة حرارة التخليل عند حوالي 50 درجة مئوية. وبطبيعة الحال، إذا كانت معدات التخليل مختومة بشكل صحيح. العلاج بدرجة الحرارة المرتفعة سيكون أفضل.
وقت
عندما تكون الحموضة ودرجة الحرارة متماثلتين. يؤثر وقت الغمر بشكل مباشر على إزالة الشوائب. يجب أن يكون الوقت كافيا. وفي الشتاء تكون درجة الحرارة منخفضة. يتفاعل الحمض ببطء مع الشوائب الموجودة في الكوارتز. يستغرق الأمر قدرًا مناسبًا من الوقت لتحقيق النتيجة المرجوة.
بالإضافة إلى ذلك، يرتبط وقت ترشيح الحمض أيضًا بحجم جزيئات الكوارتز. من المرجح أن تتلامس جزيئات الكوارتز الأصغر مع التلامس الحمضي. وبالتالي فإن رد الفعل يكون أسرع. تجعل جزيئات الكوارتز الأكبر حجمًا عملية التخليل أسوأ في أطر زمنية قصيرة. وذلك لأن الشوائب الموجودة في الجزيئات لا يمكنها الاتصال بالحمض بسرعة.
الغسيل الحمضي
تتفاعل الشوائب الموجودة في الكوارتز مع الحمض. أنها تنتج أملاح مختلفة يمكن أن تذوب أم لا. إذا لم تتم عملية الغسل بالأحماض بشكل صحيح، فقد يؤدي ذلك إلى الإضرار بجودة المنتج المخلل.
على سبيل المثال، عند غسل رمل الكوارتز المعالج بالأحماض بماء عالي النقاء، تنخفض الحموضة. سوف يتفاعل عنصر الشوائب Ca مع حمض HF لإنتاج CaF2. يلتصق CaF2 بسطح جزيئات الكوارتز. سوف يتغير لون CaF2 عند رسم أنابيب زجاج الكوارتز.
تظهر الأبحاث أن مبدأ التوازن يمكن أن يوقف CaF2. نستخدمه لغسل الكوارتز بالحمض. يتحكم الرقم الهيدروجيني في تكوين وذوبان CaF2. آليتها هي كما يلي:
يتأين CaF2، ويطلق أيونات Ca2+ وF- في المحلول. عند اصطدامهما، يشكل Ca2+ وF- CaF2، مما يخلق توازنًا عكسيًا.
هنا هو الناتج المعاد كتابته:
يؤدي التركيز العالي لـ H+ إلى تكوين HF مع F-. وهذا يقلل من تركيز F، ويعزز ذوبان CaF2.
لذلك، عند الغسيل بالحمض، يجب أن يكون الرقم الهيدروجيني بين 0.5-1. يقلب لمدة 3-5 دقائق. ثم قم بإزالة سائل التنظيف ثلاث إلى خمس مرات. يؤدي هذا إلى فصل أيونات Ca2+، وMg2+، وFe2+، وAl3+، وNa+، وK+ من سائل التنظيف ومسحوق الكوارتز. ثم، شطف مع الكثير من الماء منزوع الأيونات حتى محايدة. وبهذه الطريقة، حتى لو بقي بعض CaF2 على الجسيمات. وطالما ظل أقل من حد الذوبان، فلن تتشكل مادة صلبة. بهذه الطريقة، فإن رمل الكوارتز المعالج عالي النقاء لن يغير لون أنابيب زجاج الكوارتز. CaF2 هو سبب تغير اللون.
وبطبيعة الحال، فإن العناصر المعدنية الأخرى سوف تسبب أيضا تغير اللون. لذلك، يجب تشغيل رمل الكوارتز عالي النقاء تحت ظروف صارمة أثناء الغسيل الحمضي.
كيفية منع الاصفرار؟
تدعي بعض الشركات المصنعة أن رمل الكوارتز المخلل سوف يتحول إلى اللون الأصفر. يحدث هذا بعد الجلوس لفترة من الوقت. الأسباب الرئيسية هي كما يلي:
(1) لا توجد عملية فصل مغناطيسي قبل تخليل رمل الكوارتز. بعد التخليل، يبقى بعض الحديد الميكانيكي في رمل الكوارتز. يتأكسد الحديد الميكانيكي بسرعة، مما يتسبب في تحول رمل الكوارتز إلى اللون الأصفر مباشرة؛
الغسيل الحمضي ليس شاملاً. يبقى الحمض على سطح جزيئات الكوارتز. هذا الحمض سوف يسبب أيضًا الاصفرار.
يلامس الرمل أدوات المناولة قبل أن يجف. وهذا يؤدي إلى التلوث (الأكسدة بالحديد) والاصفرار.
منع الاصفرار عن طريق إعداد عملية فصل مغناطيسي مسبقًا. استخدم حاويات بلاستيكية مقاومة للأحماض والقلويات لمعدات ترشيح الأحماض. تجفيف الرمال مباشرة بعد التنظيف. حماية جميع المعدات بشكل جيد لمنع الرمال من ملامسة الحديد.
علاوة على ذلك، فإن البيئة الخارجية ستؤثر أيضًا على تأثير التخليل. يجب علينا منع تلوث الغبار في الهواء. يجب علينا التحكم في الهواء أثناء الإنتاج والتعبئة والتخزين وما إلى ذلك.