จะปรับปรุงผลการดองของทรายควอทซ์และป้องกันไม่ให้เกิดสีเหลืองได้อย่างไร?

การแปรรูปทรายควอทซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงต้องใช้การดอง ซึ่งแม่นยำภายใต้สภาวะปัจจุบัน แร่ เงื่อนไขการประมวลผล การดองมีผลกระทบและหน้าที่ต่างๆ มากมาย ซึ่งยากที่จะทดแทนด้วยการล้างด้วยน้ำ การทำให้ลอยตัว หรือวิธีอื่นๆ วิธีนี้ช่วยขจัดสิ่งสกปรกได้ โดยสิ่งสกปรกจะอยู่บนพื้นผิวของอนุภาคทรายควอตซ์ สิ่งสกปรกเหล่านี้ก่อตัวเป็นสารเจือปนหรือฝังอยู่ในอนุภาคต่างๆ ซึ่งเป็นขั้นตอนสำคัญในการประมวลผลควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง

ในการผลิต ความเป็นกรด เวลา และอุณหภูมิส่งผลต่อการดอง การล้างกรด การแปรรูป และอุปกรณ์ก็เป็นปัจจัยสำคัญเช่นกัน

ความเป็นกรด

กระบวนการดองช่วยให้สิ่งสกปรกทำปฏิกิริยาทางเคมีกับกรดได้จริง ภายใต้สภาวะบางประการ ความเข้มข้นและองค์ประกอบของกรดอาจแตกต่างกันไป ผลกระทบของการทำปฏิกิริยากับสิ่งเจือปนก็แตกต่างกันไปเช่นกัน ดังนั้นระดับอิทธิพลต่อคุณภาพของควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงจึงแตกต่างกัน

แร่ควอตซ์มีสิ่งเจือปน เช่น เอพิโดต รูไทล์ และไมกา แร่ธาตุเหล่านี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยออกไซด์ของโลหะและเกลือที่ติดอยู่กับพื้นผิวแร่ควอตซ์ สามารถทำปฏิกิริยากับออกไซด์ของโลหะและเกลือได้หลายชนิด ทำให้เกิดคลอเรตที่ละลายน้ำได้ แต่ไม่สามารถละลายซิลิเกตส่วนใหญ่ได้

แร่ธาตุหลายชนิดที่พบในควอตซ์มีซิลิคอน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้กรดไฮโดรฟลูออริกบางชนิดในการละลาย

การทดลองแสดงให้เห็นว่าที่อุณหภูมิหนึ่ง ความเป็นกรดจะเพิ่มขึ้น โมเลกุลที่เกิดปฏิกิริยามากขึ้นต่อหน่วยปริมาตรนำไปสู่โมเลกุลที่ถูกกระตุ้นมากขึ้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาและลดผลกระทบจากการดอง

อุณหภูมิ

อุณหภูมิมีบทบาทสำคัญในคุณภาพของการดองด้วยควอตซ์ เอพิโดตและรูไทล์แทบจะไม่ทำปฏิกิริยากับกรดที่อุณหภูมิห้อง การทำความร้อนด้วยกรดจะช่วยเพิ่มผล ยิ่งร้อนมากเท่าไร ผลกระทบก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ผลการรักษาแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญระหว่างฤดูหนาวและฤดูร้อน นี่เป็นเรื่องจริงตลอดทั้งปี สาเหตุหลักคืออุณหภูมิภายนอกที่แตกต่างกัน

อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะทำให้โมเลกุลเคลื่อนที่เร็วขึ้น สิ่งนี้นำไปสู่การชนกันมากขึ้นและทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาช้าลง การให้ความร้อนสามารถเปลี่ยนโมเลกุลที่ไม่ใช้งานในสารละลายให้เป็นโมเลกุลที่แอคทีฟได้ สิ่งนี้จะช่วยเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาและเพิ่มผลการรักษา

อย่างไรก็ตามยิ่งอุณหภูมิยิ่งสูงเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น ที่อุณหภูมิ 60°C กรดจะมีความผันผวนมากขึ้น ดังนั้นเราควรรักษาอุณหภูมิในการดองไว้ที่ประมาณ 50°C แน่นอนว่าหากอุปกรณ์การดองได้รับการปิดผนึกอย่างเหมาะสม การรักษาที่อุณหภูมิสูงจะดีกว่า

เวลา

เมื่อความเป็นกรดและอุณหภูมิเท่ากัน เวลาในการแช่ส่งผลโดยตรงต่อการกำจัดสิ่งสกปรก เวลาจะต้องเพียงพอ ในฤดูหนาวอุณหภูมิจะต่ำ กรดจะทำปฏิกิริยาช้าๆ กับสิ่งเจือปนในควอตซ์ ต้องใช้เวลาพอสมควรเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการ

นอกจากนี้เวลาในการชะล้างของกรดยังสัมพันธ์กับขนาดของอนุภาคควอตซ์อีกด้วย อนุภาคควอตซ์ที่มีขนาดเล็กมีแนวโน้มที่จะสัมผัสกับกรดมากขึ้น ดังนั้นปฏิกิริยาจึงเร็วขึ้น อนุภาคควอตซ์ที่มีขนาดใหญ่กว่าจะทำให้กระบวนการดองแย่ลงในกรอบเวลาอันสั้น เนื่องจากสิ่งสกปรกในอนุภาคไม่สามารถสัมผัสกับกรดได้อย่างรวดเร็ว

การซักด้วยกรด

สิ่งเจือปนในควอตซ์ทำปฏิกิริยากับกรด พวกเขาผลิตเกลือต่าง ๆ ที่สามารถละลายได้หรือไม่ หากกระบวนการล้างด้วยกรดไม่ถูกต้องอาจส่งผลเสียต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ดองได้

ตัวอย่างเช่น เมื่อล้างทรายควอทซ์ที่ได้รับกรดด้วยน้ำที่มีความบริสุทธิ์สูง ความเป็นกรดจะลดลง ธาตุเจือปน Ca จะทำปฏิกิริยากับกรด HF เพื่อผลิต CaF2 CaF2 เกาะติดกับพื้นผิวของอนุภาคควอตซ์ CaF2 จะเปลี่ยนสีเมื่อวาดหลอดแก้วควอตซ์

การวิจัยแสดงให้เห็นว่าหลักการสมดุลสามารถหยุด CaF2 ได้ เราใช้มันเพื่อล้างควอตซ์ด้วยกรด pH ควบคุมการสร้างและการละลายของ CaF2 กลไกของมันมีดังนี้:

CaF2 แตกตัวเป็นไอออน และปล่อย Ca2+ และ F- ไอออนเข้าไปในสารละลาย ขณะที่พวกมันชนกัน Ca2+ และ F จะเกิดเป็น CaF2 ทำให้เกิดความสมดุลที่ผันกลับได้

นี่คือผลลัพธ์ที่เขียนใหม่:

ความเข้มข้นของ H+ สูงทำให้เกิด HF ด้วย F- ซึ่งจะช่วยลดความเข้มข้นของ F และส่งเสริมการละลาย CaF2

ดังนั้นเมื่อซักด้วยกรด pH จะต้องอยู่ระหว่าง 0.5-1 คนประมาณ 3-5 นาที จากนั้นให้เอาน้ำยาทำความสะอาดออกสามถึงห้าครั้ง ซึ่งจะแยกไอออน Ca2+, Mg2+, Fe2+, Al3+, Na+, K+ ออกจากน้ำยาทำความสะอาดและผงควอทซ์ จากนั้นล้างออกด้วยน้ำปราศจากไอออนจำนวนมากจนเป็นกลาง ด้วยวิธีนี้ แม้ว่า CaF2 บางส่วนจะยังคงอยู่ในอนุภาคก็ตาม ตราบใดที่ยังคงต่ำกว่าขีดจำกัดความสามารถในการละลาย จะไม่มีของแข็งเกิดขึ้น ด้วยวิธีนี้ ทรายควอทซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงที่ผ่านการบำบัดจะไม่ทำให้หลอดแก้วควอทซ์เปลี่ยนสี CaF2 เป็นสาเหตุของการเปลี่ยนสี

แน่นอนว่าแร่ธาตุอื่นๆ ก็จะทำให้สีเปลี่ยนไปเช่นกัน ดังนั้นจึงต้องดำเนินการทรายควอทซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงภายใต้สภาวะที่เข้มงวดในระหว่างการล้างด้วยกรด

จะป้องกันอาการเหลืองได้อย่างไร?

ผู้ผลิตบางรายอ้างว่าทรายควอทซ์ดองจะเปลี่ยนเป็นสีเหลือง สิ่งนี้เกิดขึ้นหลังจากนั่งมาระยะหนึ่งแล้ว สาเหตุหลักมีดังนี้:

(1) ไม่มีกระบวนการแยกแม่เหล็กก่อนทำการดองทรายควอทซ์ หลังจากการดอง เหล็กกลบางชนิดจะยังคงอยู่ในทรายควอทซ์ เหล็กกลจะออกซิไดซ์อย่างรวดเร็ว ทำให้ทรายควอทซ์เปลี่ยนเป็นสีเหลืองโดยตรง

การล้างด้วยกรดไม่ทั่วถึง กรดยังคงอยู่บนพื้นผิวของอนุภาคควอทซ์ กรดนี้จะทำให้เกิดสีเหลืองด้วย

ทรายสัมผัสกับเครื่องมือจับยึดก่อนที่จะแห้ง สิ่งนี้นำไปสู่มลภาวะ (ออกซิเดชันกับเหล็ก) และสีเหลือง

ป้องกันการเกิดสีเหลืองโดยการตั้งค่ากระบวนการแยกแม่เหล็กไว้ล่วงหน้า ใช้ภาชนะพลาสติกทนกรดและด่างสำหรับอุปกรณ์ชะล้างกรด เช็ดทรายให้แห้งทันทีหลังทำความสะอาด ปกป้องอุปกรณ์ทุกชิ้นอย่างดีเพื่อป้องกันไม่ให้ทรายสัมผัสกับเตารีด

นอกจากนี้สภาพแวดล้อมภายนอกยังส่งผลต่อผลของการดองด้วย เราต้องป้องกันมลพิษฝุ่นในอากาศ เราต้องควบคุมอากาศในระหว่างการผลิต การบรรจุ การเก็บรักษา ฯลฯ