7N Tellurium Kristalgroei en Suiwering

Nuus

7N Tellurium Kristalgroei en Suiwering

7N Tellurium Kristalgroei en Suiwering


I. Voorbehandeling van grondstowwe en voorlopige suiwering

  1. ‌Seleksie en Verplettering van Rou Materiaal‌
  • ‌Materiële VereistesGebruik telluurerts of anodeslym (Te-inhoud ≥5%), verkieslik kopersmelt-anodeslym (wat Cu₂Te, Cu₂Se bevat) as grondstof.
  • ‌Voorbehandelingsproses‌:
  • Growwe vergruising tot deeltjiegrootte ≤5 mm, gevolg deur balmaal tot ≤200 maas;
  • Magnetiese skeiding (magnetiese veldintensiteit ≥0.8T) om Fe, Ni en ander magnetiese onsuiwerhede te verwyder;
  • Skuimflotasie (pH=8-9, xantaatkollektors) om SiO₂, CuO en ander nie-magnetiese onsuiwerhede te skei.
  • ‌VoorsorgmaatreëlsVermy die toediening van vog tydens nat voorbehandeling (vereis droging voor rooster); beheer omgewingsvogtigheid ≤30%.
  1. ‌Pirometallurgiese Roostering en Oksidasie‌
  • ‌Prosesparameters‌:
  • Oksidasie-roostertemperatuur: 350–600°C (gefaseerde beheer: lae temperatuur vir ontswaeling, hoë temperatuur vir oksidasie);
  • Braaityd: 6–8 uur, met 'n O₂-vloeitempo van 5–10 L/min;
  • Reagens: Gekonsentreerde swaelsuur (98% H₂SO₄), massaverhouding Te₂SO₄ = 1:1.5.
  • ‌Chemiese Reaksie‌:
    Cu2Te+2O2+2H2SO4→2CuSO4+TeO2+2H2OCu2​Te+2O2​+2H2​SO4​→2CuSO4​+TeO2​+2H2​O
  • ‌VoorsorgmaatreëlsBeheer temperatuur ≤600°C om TeO₂-vervlugtiging te voorkom (kookpunt 387°C); behandel uitlaatgas met NaOH-skropders.

II. Elektroraffinering en Vakuumdistillasie

  1. ‌Elektroraffinering‌
  • ‌Elektrolietstelsel‌:
  • Elektrolietsamestelling: H₂SO₄ (80–120 g/L), TeO₂ (40–60 g/L), bymiddel (gelatien 0.1–0.3 g/L);
  • Temperatuurbeheer: 30–40°C, sirkulasievloeitempo 1.5–2 m³/h.
  • ‌Prosesparameters‌:
  • Stroomdigtheid: 100–150 A/m², selspanning 0.2–0.4V;
  • Elektrode-afstand: 80–120 mm, katode-afsettingsdikte 2–3 mm/8 uur;
  • Onsuiwerheidverwyderingsdoeltreffendheid: Cu ≤5 dpm, Pb ≤1 dpm.
  • ‌VoorsorgmaatreëlsFiltreer die elektroliet gereeld (akkuraatheid ≤1μm); poleer die anode-oppervlaktes meganies om passivering te voorkom.
  1. ‌Vakuumdistillasie‌
  • ‌Prosesparameters‌:
  • Vakuumvlak: ≤1×10⁻²Pa, distillasietemperatuur 600–650°C;
  • Kondensorsonetemperatuur: 200–250°C, Te-dampkondensasie-doeltreffendheid ≥95%;
  • Distillasietyd: 8–12 uur, enkelbondelkapasiteit ≤50 kg.
  • ‌OnsuiwerheidsverspreidingLaagkokende onsuiwerhede (Se, S) versamel aan die voorkant van die kondensor; hoogkokende onsuiwerhede (Pb, Ag) bly in residue agter.
  • ‌VoorsorgmaatreëlsVoorpomp die vakuumstelsel tot ≤5×10⁻³Pa voor verhitting om Te-oksidasie te voorkom.

III. Kristalgroei (Rigtingkristallisasie)

  1. ‌Toerustingkonfigurasie‌
  • ‌Kristalgroei-oondmodelleTDR-70A/B (30 kg kapasiteit) of TRDL-800 (60 kg kapasiteit);
  • Kroeëmateriaal: Hoë suiwerheid grafiet (asinhoud ≤5 dpm), afmetings Φ300 × 400 mm;
  • Verhittingsmetode: Grafietweerstandverhitting, maksimum temperatuur 1200°C.
  1. ‌Prosesparameters‌
  • ‌Smeltbeheer‌:
  • Smelttemperatuur: 500–520°C, smeltpoeldiepte 80–120 mm;
  • Beskermende gas: Ar (suiwerheid ≥99.999%), vloeitempo 10–15 L/min.
  • ‌Kristallisasieparameters‌:
  • Trekspoed: 1–3 mm/h, kristalrotasiespoed 8–12 rpm;
  • Temperatuurgradiënt: Aksiaal 30–50°C/cm, radiaal ≤10°C/cm;
  • Verkoelingsmetode: Waterverkoelde koperbasis (watertemperatuur 20–25°C), bo-stralingsverkoeling.
  1. ‌Onreinheidsbeheer‌
  • ‌Segregasie-effekOnsuiwerhede soos Fe, Ni (segregasiekoëffisiënt <0.1) versamel by korrelgrense;
  • ‌Hersmeltingsiklusse3–5 siklusse, finale totale onsuiwerhede ≤0.1 dpm.
  1. ‌Voorsorgmaatreëls‌:
  • Bedek die smeltoppervlak met grafietplate om Te-vervlugtiging te onderdruk (verlieskoers ≤0.5%);
  • Monitor kristaldiameter intyds met behulp van lasermeters (akkuraatheid ±0.1mm);
  • Vermy temperatuurskommelings >±2°C om 'n toename in ontwrigtingsdigtheid te voorkom (teiken ≤10³/cm²).

IV. Gehalte-inspeksie en sleutelmaatstawwe

Toetsitem

Standaardwaarde

Toetsmetode

Bron

‌Suiwerheid‌

≥99.99999% (7N)

ICP-MS

‌Totale Metaalonsuiwerhede‌

≤0.1 dpm

GD-MS (Gloei-ontladingsmassaspektrometrie)

‌Suurstofinhoud‌

≤5 dpm

Inerte Gas Fusion-IR Absorpsie

‌Kristal Integriteit‌

Ontwrigtingsdigtheid ≤10³/cm²

X-straaltopografie

‌Weerstand (300K)‌

0.1–0.3Ω·cm

Vier-sonde metode


V. Omgewings- en Veiligheidsprotokolle

  1. ‌Uitlaatgasbehandeling‌:
  • Roostering van uitlaatgasse: Neutraliseer SO₂ en SeO₂ met NaOH-skropmiddels (pH≥10);
  • Vakuumdistillasie-uitlaat: Kondenseer en herwin Te-damp; residuele gasse geadsorbeer via geaktiveerde koolstof.
  1. ‌Slakherwinning‌:
  • Anodeslym (bevat Ag, Au): Herwin via hidrometallurgie (H₂SO₄-HCl-stelsel);
  • Elektrolise-residue (wat Pb, Cu bevat): Terugkeer na kopersmeltstelsels.
  1. ‌Veiligheidsmaatreëls‌:
  • Operateurs moet gasmaskers dra (Te-damp is giftig); handhaaf negatiewe drukventilasie (lugwisselingstempo ≥10 siklusse/h).

Riglyne vir Prosesoptimering

  1. ‌Aanpassing van grondstowwePas die roostertemperatuur en suurverhouding dinamies aan gebaseer op anodeslymbronne (bv. koper- teenoor loodsmelting);
  2. ‌Kristal Trek Tempo OoreenstemmingPas die trekspoed aan volgens smeltkonveksie (Reynolds-getal Re≥2000) om konstitusionele superverkoeling te onderdruk;
  3. ‌Energie-doeltreffendheidGebruik dubbeltemperatuursoneverhitting (hoofsone 500°C, subsone 400°C) om die kragverbruik van grafietweerstand met 30% te verminder.

Plasingstyd: 24 Maart 2025