O processamento de areia de quartzo de alta pureza requer decapagem. Isso é preciso sob corrente mineral condições de processamento. A decapagem tem vários efeitos e funções. Eles são difíceis de substituir com lavagem com água, flotação ou outros métodos. Pode remover impurezas. Eles estão localizados na superfície das partículas de areia de quartzo. Eles são formados como inclusões ou embutidos dentro de partículas. Esta é uma etapa crucial no processamento de quartzo de alta pureza.
Na produção, a acidez, o tempo e a temperatura afetam a decapagem. Lavagem ácida, processamento e equipamentos também são fatores importantes.
Acidez
O processo de decapagem permite que as impurezas reajam quimicamente com os ácidos. Sob certas condições, a concentração e a composição dos ácidos podem variar. Os efeitos da reação com impurezas também variam. Portanto, o nível de influência na qualidade do quartzo de alta pureza é diferente.
O minério de quartzo contém impurezas como epidoto, rutilo e mica. A maioria desses minerais contém óxidos metálicos e sais ligados à superfície do minério de quartzo. Pode reagir com uma variedade de óxidos e sais metálicos. Isso forma cloratos solúveis. Porém, não pode dissolver a maioria dos silicatos.
Muitos minerais encontrados no quartzo contêm silício. Portanto, é necessário algum ácido fluorídrico para dissolvê-los.
A experimentação mostra que a uma determinada temperatura a acidez aumenta. Moléculas mais reativas por unidade de volume levam a moléculas mais ativadas. Isto aumenta a taxa de reação e reduz o efeito de decapagem.
Temperatura
A temperatura desempenha um papel crucial na qualidade da decapagem de quartzo. O epidoto e o rutilo mal reagem com o ácido à temperatura ambiente. Aquecê-lo em ácido aumenta o efeito. Quanto mais quente fica, mais forte se torna o efeito. O efeito do tratamento é significativamente diferente entre o inverno e o verão. Isto é verdade durante todo o ano. O principal motivo são as diferentes temperaturas externas.
Temperaturas mais altas aceleram o movimento das moléculas. Isso leva a mais colisões e diminui a taxa de reação. O aquecimento pode transformar moléculas inativas na solução em ativas. Isso aumenta a taxa de reação e aumenta o efeito do tratamento.
Porém, quanto maior a temperatura, melhor. A 60°C, o ácido se torna mais volátil. Portanto, devemos manter a temperatura de decapagem em torno de 50°C. Claro, se o equipamento de decapagem estiver devidamente vedado. O tratamento de alta temperatura será melhor.
Tempo
Quando a acidez e a temperatura são iguais. O tempo de imersão afeta diretamente na remoção de impurezas. O tempo deve ser suficiente. No inverno, a temperatura é baixa. O ácido reage lentamente com as impurezas do quartzo. Leva um tempo adequado para alcançar o resultado desejado.
Além disso, o tempo de lixiviação ácida também está relacionado ao tamanho das partículas de quartzo. Partículas menores de quartzo têm maior probabilidade de entrar em contato com ácido. Então, a reação é mais rápida. Partículas maiores de quartzo pioram o processo de decapagem em curtos períodos de tempo. Isso ocorre porque as impurezas nas partículas não conseguem entrar em contato rapidamente com o ácido.
Lavagem ácida
As impurezas do quartzo reagem com o ácido. Produzem diversos sais que podem se dissolver ou não. Se o processo de lavagem ácida não for feito corretamente, poderá prejudicar a qualidade do produto decapado.
Por exemplo, ao lavar areia de quartzo tratada com ácido com água de alta pureza, a acidez diminui. O elemento de impurezas Ca reagirá com o ácido HF para produzir CaF2. O CaF2 adere à superfície das partículas de quartzo. O CaF2 irá descolorir ao desenhar tubos de vidro de quartzo.
A pesquisa mostra que o princípio do equilíbrio pode parar o CaF2. Usamos para lavar o quartzo com ácido. O pH controla a criação e fusão de CaF2. Seu mecanismo é o seguinte:
O CaF2 ioniza, liberando íons Ca2+ e F- na solução. Ao colidirem, Ca2+ e F- formam CaF2, criando um equilíbrio reversível.
Aqui está a saída reescrita:
Alta concentração de H+ leva à formação de HF com F-. Isto reduz a concentração de F, promovendo a dissolução do CaF2.
Portanto, ao lavar com ácido, o pH deve estar entre 0,5-1. Mexa por 3-5 minutos. Em seguida, remova o líquido de limpeza três a cinco vezes. Isso separa os íons Ca2+, Mg2+, Fe2+, Al3+, Na+, K+ do líquido de limpeza e do pó de quartzo. Em seguida, enxágue com bastante água deionizada até ficar neutro. Desta forma, mesmo que algum CaF2 permaneça nas partículas. Enquanto permanecer abaixo do seu limite de solubilidade, nenhum sólido se formará. Dessa forma, a areia de quartzo tratada de alta pureza não descolorirá os tubos de vidro de quartzo. CaF2 é a causa da descoloração.
É claro que outros elementos minerais também causarão descoloração. Portanto, a areia de quartzo de alta pureza deve ser operada sob condições estritas durante a lavagem ácida.
Como prevenir o amarelecimento?
Alguns fabricantes afirmam que a areia de quartzo em conserva ficará amarela. Isso ocorre depois de ficar parado por um tempo. Os principais motivos são os seguintes:
(1) Não há processo de separação magnética antes da decapagem da areia de quartzo. Após a decapagem, algum ferro mecânico permanece na areia de quartzo. O ferro mecânico oxida rapidamente, fazendo com que a areia de quartzo fique amarela diretamente;
A lavagem ácida não é completa. O ácido permanece na superfície das partículas de quartzo. Este ácido também causará amarelecimento.
A areia toca as ferramentas de manuseio antes de secar. Isto leva à poluição (oxidação com ferro) e amarelecimento.
Evite o amarelecimento configurando previamente um processo de separação magnética. Use recipientes de plástico resistentes a ácidos e álcalis para equipamentos de lixiviação ácida. Seque a areia logo após a limpeza. Proteja bem todos os equipamentos para evitar que a areia toque no ferro.
Além disso, o ambiente externo também afetará o efeito da decapagem. Devemos evitar a poluição por poeira no ar. Devemos controlar o ar durante a produção, embalagem, armazenamento, etc.