Die Verarbeitung von hochreinem Quarzsand erfordert Beizen. Dies ist unter den aktuellen Mineral Verarbeitungsbedingungen. Das Beizen hat verschiedene Wirkungen und Funktionen. Diese sind durch Wasserwaschen, Flotation oder andere Methoden nur schwer zu ersetzen. Es kann Verunreinigungen entfernen. Sie befinden sich auf der Oberfläche von Quarzsandpartikeln. Sie bilden sich als Einschlüsse oder sind in Partikel eingebettet. Dies ist ein entscheidender Schritt bei der Verarbeitung von hochreinem Quarz.
Bei der Herstellung wird das Beizen durch Säuregehalt, Zeit und Temperatur beeinflusst. Säurewäsche, Verarbeitung und Ausrüstung sind ebenfalls wichtige Faktoren.
Säure
Beim Beizen können Verunreinigungen tatsächlich chemisch mit Säuren reagieren. Unter bestimmten Bedingungen können Konzentration und Zusammensetzung der Säuren variieren. Die Auswirkungen der Reaktion mit Verunreinigungen variieren ebenfalls. Der Einfluss auf die Qualität von hochreinem Quarz ist also unterschiedlich.
Quarzerz enthält Verunreinigungen wie Epidot, Rutil und Glimmer. Die meisten dieser Mineralien enthalten Metalloxide und Salze, die an der Oberfläche des Quarzerzes haften. Es kann mit einer Vielzahl von Metalloxiden und Salzen reagieren. Dabei entstehen lösliche Chlorate. Die meisten Silikate kann es jedoch nicht auflösen.
Viele im Quarz vorkommende Mineralien enthalten Silizium. Um sie aufzulösen, ist daher etwas Flusssäure erforderlich.
Experimente zeigen, dass ab einer bestimmten Temperatur der Säuregehalt zunimmt. Mehr reaktive Moleküle pro Volumeneinheit führen zu mehr aktivierten Molekülen. Dies erhöht die Reaktionsgeschwindigkeit und verringert den Beizeffekt.
Temperatur
Für die Qualität der Quarzbeize spielt die Temperatur eine entscheidende Rolle. Epidot und Rutil reagieren bei Zimmertemperatur kaum mit Säure. Durch Erhitzen in Säure wird die Wirkung verstärkt. Je heißer es wird, desto stärker wird der Effekt. Die Wirkung der Behandlung unterscheidet sich im Winter deutlich von der im Sommer. Das gilt das ganze Jahr über. Der Hauptgrund sind die unterschiedlichen Außentemperaturen.
Höhere Temperaturen beschleunigen die Bewegung der Moleküle. Dies führt zu mehr Kollisionen und verlangsamt die Reaktionsgeschwindigkeit. Durch Erhitzen können inaktive Moleküle in der Lösung in aktive umgewandelt werden. Dies erhöht die Reaktionsgeschwindigkeit und verstärkt den Behandlungseffekt.
Allerdings gilt: Je höher die Temperatur, desto besser. Bei 60 °C wird die Säure flüchtiger. Daher sollten wir die Beiztemperatur bei etwa 50 °C halten. Natürlich, wenn die Beizanlage richtig abgedichtet ist. Die Hochtemperaturbehandlung ist besser.
Zeit
Wenn Säuregehalt und Temperatur gleich sind. Die Eintauchzeit wirkt sich direkt auf die Entfernung von Verunreinigungen aus. Die Zeit muss ausreichend sein. Im Winter ist die Temperatur niedrig. Die Säure reagiert langsam mit Verunreinigungen im Quarz. Es dauert eine angemessene Zeit, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.
Darüber hinaus hängt die Säurelaugungszeit auch von der Größe der Quarzpartikel ab. Kleinere Quarzpartikel kommen eher mit Säure in Kontakt. Die Reaktion läuft also schneller ab. Größere Quarzpartikel verschlechtern den Beizprozess in kurzen Zeiträumen. Dies liegt daran, dass Verunreinigungen in den Partikeln nicht schnell mit der Säure in Kontakt kommen können.
Säurewäsche
Verunreinigungen im Quarz reagieren mit Säure. Dabei entstehen verschiedene Salze, die sich auflösen können oder nicht. Wenn der Säurewaschvorgang nicht richtig durchgeführt wird, kann dies die Qualität des gebeizten Produkts beeinträchtigen.
Wenn man beispielsweise säurebehandelten Quarzsand mit hochreinem Wasser wäscht, verringert sich der Säuregehalt. Das Verunreinigungselement Ca reagiert mit HF-Säure zu CaF2. CaF2 haftet an der Oberfläche von Quarzpartikeln. Das CaF2 verfärbt sich beim Ziehen von Quarzglasröhren.
Untersuchungen zeigen, dass das Gleichgewichtsprinzip CaF2 stoppen kann. Wir verwenden es, um Quarz mit Säure zu waschen. Der pH-Wert steuert die Entstehung und das Schmelzen von CaF2. Sein Mechanismus ist wie folgt:
CaF2 ionisiert und setzt Ca2+- und F--Ionen in die Lösung frei. Bei der Kollision bilden Ca2+ und F- CaF2, wodurch ein reversibles Gleichgewicht entsteht.
Hier ist die neu geschriebene Ausgabe:
Eine hohe H+-Konzentration führt zur HF-Bildung mit F-. Dies reduziert die F--Konzentration und fördert die CaF2-Auflösung.
Beim Waschen mit Säure muss der pH-Wert also zwischen 0,5 und 1 liegen. 3 bis 5 Minuten rühren. Anschließend die Reinigungsflüssigkeit drei- bis fünfmal entfernen. Dadurch werden die Ca2+-, Mg2+-, Fe2+-, Al3+-, Na+- und K+-Ionen von der Reinigungsflüssigkeit und dem Quarzpulver getrennt. Anschließend mit viel deionisiertem Wasser neutral spülen. Auf diese Weise bildet sich kein Feststoff, auch wenn etwas CaF2 auf den Partikeln verbleibt. Solange es unter seiner Löslichkeitsgrenze bleibt. Auf diese Weise verfärbt der behandelte hochreine Quarzsand Quarzglasrohre nicht. CaF2 ist die Ursache für die Verfärbung.
Natürlich verursachen auch andere mineralische Elemente Verfärbungen. Daher muss hochreiner Quarzsand beim Säurewaschen unter strengen Bedingungen behandelt werden.
Wie kann man eine Vergilbung verhindern?
Einige Hersteller behaupten, dass gebeizter Quarzsand gelb wird. Dies geschieht, wenn er eine Weile steht. Die Hauptgründe dafür sind folgende:
(1) Vor dem Beizen von Quarzsand findet kein magnetischer Trennprozess statt. Nach dem Beizen verbleibt etwas mechanisches Eisen im Quarzsand. Das mechanische Eisen oxidiert schnell, wodurch der Quarzsand direkt gelb wird.
Die Säurewäsche ist nicht gründlich. Säure bleibt auf der Oberfläche der Quarzpartikel zurück. Diese Säure führt auch zu einer Vergilbung.
Der Sand kommt mit den Bearbeitungswerkzeugen in Berührung, bevor er trocknet. Dies führt zu Verschmutzungen (Oxidation mit Eisen) und Vergilbung.
Verhindern Sie Vergilbung, indem Sie vorher einen magnetischen Trennprozess einrichten. Verwenden Sie für Säurelaugungsgeräte säure- und laugenbeständige Kunststoffbehälter. Trocknen Sie den Sand sofort nach der Reinigung. Schützen Sie alle Geräte gut, damit der Sand nicht mit dem Eisen in Berührung kommt.
Darüber hinaus beeinflusst auch die äußere Umgebung die Wirkung des Beizens. Wir müssen Staubverschmutzung in der Luft verhindern. Wir müssen die Luft während der Produktion, Verpackung, Lagerung usw. kontrollieren.