Rritja dhe Pastrimi i Kristalit të Telurit 7N

Rritja dhe Pastrimi i Kristalit të Telurit 7N

I. Para-trajtimi i lëndës së parë dhe pastrimi paraprak

1. ‌Përzgjedhja e lëndës së parë dhe shtypja‌

• ‌Kërkesat MaterialePërdorni xeheror teluriumi ose llum anode (përmbajtje Te ≥5%), mundësisht llum anode për shkrirjen e bakrit (që përmban Cu₂Te, Cu₂Se) si lëndë të parë.
• ‌Procesi i para-trajtimit‌:
• Thërrmim i trashë në madhësinë e grimcave ≤5 mm, i ndjekur nga bluarje me sfera në ≤200 mesh;
• Ndarje magnetike (intensiteti i fushës magnetike ≥0.8T) për të hequr Fe, Ni dhe papastërti të tjera magnetike;
• Flotacion me shkumë (pH=8-9, kolektorë ksantatesh) për të ndarë SiO₂, CuO dhe papastërti të tjera jo-magnetike.
• ‌Masa paraprake‌: Shmangni futjen e lagështirës gjatë para-trajtimit të lagësht (kërkon tharje para pjekjes); kontrolloni lagështinë e ambientit ≤30%.

1. ‌Pjekja dhe Oksidimi Pirometalurgjik‌

• ‌Parametrat e procesit‌:
• Temperatura e pjekjes me oksidim: 350–600°C (kontroll i shkallëzuar: temperaturë e ulët për desulfurizim, temperaturë e lartë për oksidim);
• Koha e pjekjes: 6–8 orë, me shpejtësi rrjedhjeje të O₂ prej 5–10 L/min;
• Reagent: Acid sulfurik i koncentruar (98% H₂SO₄), raporti në masë Te₂SO₄ = 1:1.5.
• ‌Reaksion Kimik‌:
  Cu2Te+2O2+2H2SO4→2CuSO4+TeO2+2H2OCu2​Te+2O2​+2H2​SO4​→2CuSO4​+TeO2​+2H2​O
• ‌Masa paraprakeKontrolloni temperaturën ≤600°C për të parandaluar avullimin e TeO₂ (pika e vlimit 387°C); trajtoni gazin e shkarkuar me pastrues NaOH.

‌II. Elektrorafinimi dhe distilimi në vakum

1. ‌Elektrorafinim‌

• ‌Sistemi i elektroliteve‌:
• Përbërja e elektroliteve: H₂SO₄ (80–120g/L), TeO₂ (40–60g/L), shtesë (xhelatinë 0.1–0.3g/L);
• Kontrolli i temperaturës: 30–40°C, shkalla e rrjedhjes së qarkullimit 1.5–2 m³/orë.
• ‌Parametrat e procesit‌:
• Dendësia e rrymës: 100–150 A/m², tensioni i qelizës 0.2–0.4V;
• Hapësira midis elektrodave: 80–120 mm, trashësia e depozitimit të katodës 2–3 mm/8 orë;
• Efikasiteti i heqjes së papastërtive: Cu ≤5ppm, Pb ≤1ppm.
• ‌Masa paraprake‌: Filtroni rregullisht elektrolitin (saktësia ≤1μm); lustroni mekanikisht sipërfaqet e anodës për të parandaluar pasivizimin.

1. ‌Distilimi në vakum‌

• ‌Parametrat e procesit‌:
• Niveli i vakumit: ≤1×10⁻²Pa, temperatura e distilimit 600–650°C;
• Temperatura e zonës së kondensatorit: 200–250°C, efikasiteti i kondensimit të avullit Te ≥95%;
• Koha e distilimit: 8–12 orë, kapaciteti i një serie të vetme ≤50 kg.
• ‌Shpërndarja e papastërtivePapastërtitë me pikë vlim të ulët (Se, S) grumbullohen në pjesën e përparme të kondensatorit; papastërtitë me pikë vlim të lartë (Pb, Ag) mbeten në mbetje.
• ‌Masa paraprake‌: Sistemi i vakumit paraprakisht të pompuar në ≤5×10⁻³Pa para ngrohjes për të parandaluar oksidimin e Te.

III. Rritja e kristalit (Kristalizimi i drejtuar)

1. ‌Konfigurimi i Pajisjeve‌

• ‌Modelet e Furrave të Rritjes së Kristalit‌: TDR-70A/B (kapacitet 30 kg) ose TRDL-800 (kapacitet 60 kg);
• Materiali i enës së shkrirjes: Grafit me pastërti të lartë (përmbajtje hiri ≤5ppm), dimensionet Φ300×400mm;
• Metoda e ngrohjes: Ngrohje me rezistencë grafiti, temperatura maksimale 1200°C.

1. ‌Parametrat e procesit‌

• ‌Kontroll i shkrirjes‌:
• Temperatura e shkrirjes: 500–520°C, thellësia e pellgut të shkrirjes 80–120 mm;
• Gaz mbrojtës: Ar (pastërtia ≥99.999%), shpejtësia e rrjedhjes 10–15 L/min.
• ‌Parametrat e kristalizimit‌:
• Shkalla e tërheqjes: 1–3 mm/orë, shpejtësia e rrotullimit të kristalit 8–12 rpm;
• Gradienti i temperaturës: Aksial 30–50°C/cm, radial ≤10°C/cm;
• Metoda e ftohjes: Bazë bakri e ftohur me ujë (temperatura e ujit 20–25°C), ftohje me rrezatim të sipërm.

1. ‌Kontrolli i Papastërtive‌

• ‌Efekti i SegregacionitPapastërtitë si Fe, Ni (koeficienti i ndarjes <0.1) grumbullohen në kufijtë e kokrrizave;
• ‌Ciklet e Rishkrirjes‌: 3–5 cikle, papastërtitë totale përfundimtare ≤0.1ppm.

1. ‌Masa paraprake‌:

• Mbuloni sipërfaqen e shkrirë me pllaka grafiti për të shtypur avullimin e Te (shkalla e humbjes ≤0.5%);
• Monitoroni diametrin e kristalit në kohë reale duke përdorur matës lazeri (saktësia ± 0.1 mm);
• Shmangni luhatjet e temperaturës >±2°C për të parandaluar rritjen e dendësisë së zhvendosjeve (objektivi ≤10³/cm²).

IV. Inspektimi i Cilësisë dhe Metrikat Kryesore

‌V. Protokollet Mjedisore dhe të Sigurisë‌

1. ‌Trajtimi i Gazrave të Shkarkimit‌:

• Gazrat e shkarkimit gjatë pjekjes: Neutralizoni SO₂ dhe SeO₂ me pastrues NaOH (pH≥10);
• Shkarkimi i distilimit në vakum: Kondensoni dhe rikuperoni avujt e Te; gazrat e mbetur të adsorbuar nëpërmjet karbonit të aktivizuar.

1. ‌Riciklimi i skorjeve‌:

• Llaçi i anodës (që përmban Ag, Au): Rikuperohet nëpërmjet hidrometalurgjisë (sistemi H₂SO₄-HCl);
• Mbetjet e elektrolizës (që përmbajnë Pb, Cu): Kthim në sistemet e shkrirjes së bakrit.

1. ‌Masat e sigurisë‌:

• Operatorët duhet të mbajnë maska ​​​​gazi (avulli i Te është toksik); të mbajnë ventilim me presion negativ (shkalla e shkëmbimit të ajrit ≥10 cikle/orë).

Udhëzime për Optimizimin e Procesit

1. ‌Përshtatja e lëndës së parëRregulloni temperaturën e pjekjes dhe raportin e aciditetit në mënyrë dinamike bazuar në burimet e llumit të anodës (p.sh., shkrirja e bakrit kundrejt shkrirjes së plumbit);
2. ‌Përputhja e Shkallës së Tërheqjes së KristalitRregulloni shpejtësinë e tërheqjes sipas konvekcionit të shkrirjes (numri i Reynolds Re≥2000) për të shtypur superftohjen kushtetuese;
3. ‌Efikasiteti i EnergjisëPërdorni ngrohjen e zonës me dy temperatura (zona kryesore 500°C, nënzona 400°C) për të zvogëluar konsumin e energjisë së rezistencës së grafitit me 30%.