ຂະບວນການກັ່ນ ແລະ ເຮັດໃຫ້ບໍລິສຸດດ້ວຍຊູນຟູຣິກທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງພິເສດ 6N ພ້ອມດ້ວຍພາລາມິເຕີລະອຽດ

ການຜະລິດຊູນຟູຣິກທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງພິເສດ 6N (ຄວາມບໍລິສຸດ ≥99.9999%) ຕ້ອງການການກັ່ນຫຼາຍຂັ້ນຕອນ, ການດູດຊຶມເລິກ, ແລະ ການກັ່ນຕອງທີ່ສະອາດທີ່ສຸດເພື່ອກຳຈັດໂລຫະຮ່ອງຮອຍ, ສິ່ງສົກກະປົກອິນຊີ, ແລະ ອະນຸພາກ. ຂ້າງລຸ່ມນີ້ແມ່ນຂະບວນການຂະໜາດອຸດສາຫະກຳທີ່ປະສົມປະສານການກັ່ນດ້ວຍສູນຍາກາດ, ການເຮັດໃຫ້ບໍລິສຸດດ້ວຍໄມໂຄເວຟ, ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີຫຼັງການປຸງແຕ່ງທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍຳ.

I. ການປຸງແຕ່ງວັດຖຸດິບກ່ອນ ແລະ ການກຳຈັດສິ່ງປົນເປື້ອນ

1. ການຄັດເລືອກວັດຖຸດິບ ແລະ ການປຸງແຕ່ງກ່ອນ

• ​ຂໍ້ກຳນົດ‌: ຄວາມບໍລິສຸດຂອງຊູນຟູຣິກເບື້ອງຕົ້ນ ≥99.9% (ຊັ້ນ 3N), ສິ່ງເຈືອປົນໂລຫະທັງໝົດ ≤500 ppm, ປະລິມານຄາບອນອິນຊີ ≤0.1%.
• ​ການລະລາຍດ້ວຍໄມໂຄເວຟ​:
  ຊູນຟູຣິກດິບຖືກປຸງແຕ່ງໃນເຄື່ອງປະຕິກອນໄມໂຄເວຟ (ຄວາມຖີ່ 2.45 GHz, ພະລັງງານ 10–15 kW) ທີ່ອຸນຫະພູມ 140–150°C. ການໝູນວຽນໄດໂພລທີ່ເກີດຈາກໄມໂຄເວຟຮັບປະກັນການລະລາຍຢ່າງໄວວາໃນຂະນະທີ່ຍ່ອຍສະຫຼາຍສິ່ງເຈືອປົນອິນຊີ (ເຊັ່ນ: ສານປະກອບນ້ຳມັນ). ເວລາລະລາຍ: 30–45 ນາທີ; ຄວາມເລິກຂອງການເຈາະຂອງໄມໂຄເວຟ: 10–15 ຊມ.
• ​ການລ້າງດ້ວຍນ້ຳທີ່ບໍ່ມີໄອອອນ​:
  ຊູນຟູຣິກທີ່ລະລາຍແລ້ວຖືກປະສົມກັບນ້ຳທີ່ບໍ່ມີໄອອອນ (ຄວາມຕ້ານທານ ≥18 MΩ·cm) ໃນອັດຕາສ່ວນມວນສານ 1:0.3 ໃນເຄື່ອງປະຕິກອນທີ່ຖືກຄົນ (120°C, ຄວາມດັນ 2 bar) ເປັນເວລາ 1 ຊົ່ວໂມງເພື່ອເອົາເກືອທີ່ລະລາຍໃນນ້ຳອອກ (ເຊັ່ນ: ແອມໂມນຽມຊັນເຟດ, ໂຊດຽມຄລໍໄຣດ໌). ໄລຍະນ້ຳຖືກກັ່ນອອກ ແລະ ນຳມາໃຊ້ຄືນອີກ 2–3 ຮອບຈົນກວ່າຄວາມນຳໄຟຟ້າ ≤5 μS/cm.

2. ການດູດຊຶມ ແລະ ການກັ່ນຕອງຫຼາຍຂັ້ນຕອນ

• ​ການດູດຊຶມດິນໄດອາໂຕມ/ຄາບອນທີ່ເປີດໃຊ້ງານ​:
  ດິນໄດອາໂຕມ (0.5–1%) ແລະ ຖ່ານກຶ່ງ (0.2–0.5%) ຖືກເພີ່ມເຂົ້າໃນຊູນຟູຣິກທີ່ລະລາຍພາຍໃຕ້ການປົກປ້ອງໄນໂຕຣເຈນ (130°C, ຄົນໃຫ້ເຂົ້າກັນ 2 ຊົ່ວໂມງ) ເພື່ອດູດຊຶມສານປະກອບໂລຫະ ແລະ ສານອິນຊີທີ່ເຫຼືອ.
• ​ການກັ່ນຕອງທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ​:
  ການກັ່ນຕອງສອງຂັ້ນຕອນໂດຍໃຊ້ຕົວກອງທີ່ຖືກເຜົາດ້ວຍທາດ titanium (ຂະໜາດຮູຂຸມຂົນ 0.1 μm) ທີ່ຄວາມດັນຂອງລະບົບ ≤0.5 MPa. ຈຳນວນອະນຸພາກຫຼັງການກັ່ນຕອງ: ≤10 ອະນຸພາກ/ລິດ (ຂະໜາດ >0.5 μm).

II. ຂະບວນການກັ່ນສູນຍາກາດຫຼາຍຂັ້ນຕອນ

1. ການກັ່ນຂັ້ນຕົ້ນ (ການກຳຈັດສິ່ງປົນເປື້ອນໂລຫະ)

• ​ອຸປະກອນ‌: ຖັນກັ່ນ quartz ທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ ພ້ອມດ້ວຍໂຄງສ້າງຫຸ້ມຫໍ່ເຫຼັກສະແຕນເລດ 316L (ແຜ່ນທິດສະດີ ≥15 ແຜ່ນ), ສູນຍາກາດ ≤1 kPa.
• ​ພາລາມິເຕີການປະຕິບັດງານ​:
• ​ອຸນຫະພູມອາຫານ‌: 250–280°C (ຊູນຟູຣິກຕົ້ມທີ່ 444.6°C ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນຂອງອາກາດອ້ອມຂ້າງ; ສູນຍາກາດຫຼຸດຈຸດເດືອດລົງເຫຼືອ 260–300°C).
• ​ອັດຕາສ່ວນການໄຫຼຍ້ອນກັບ‌: 5:1–8:1; ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມດ້ານເທິງຂອງຖັນ ≤±0.5°C.
• ​ຜະລິດຕະພັນ‌: ຄວາມບໍລິສຸດຂອງຊູນຟູຣິກທີ່ເຂັ້ມຂຸ້ນ ≥99.99% (ຊັ້ນ 4N), ສິ່ງເຈືອປົນໂລຫະທັງໝົດ (Fe, Cu, Ni) ≤1 ppm.

2. ການກັ່ນໂມເລກຸນຂັ້ນສອງ (ການກຳຈັດສິ່ງປົນເປື້ອນອິນຊີ)

• ​ອຸປະກອນ‌: ເຄື່ອງກັ່ນໂມເລກຸນທາງສັ້ນທີ່ມີຊ່ອງຫວ່າງການລະເຫີຍ-ຄວບຕົວ 10–20 ມມ, ອຸນຫະພູມການລະເຫີຍ 300–320°C, ສູນຍາກາດ ≤0.1 Pa.
• ​ການແຍກສິ່ງປົນເປື້ອນ​:
  ອິນຊີທີ່ມີຈຸດເດືອດຕ່ຳ (ເຊັ່ນ: ໄທໂອອີເທີ, ທີໂອຟີນ) ຈະຖືກລະເຫີຍ ແລະ ລະບາຍອອກ, ໃນຂະນະທີ່ສິ່ງເຈືອປົນທີ່ມີຈຸດເດືອດສູງ (ເຊັ່ນ: ໂພລີອາໂຣມາຕິກ) ຍັງຄົງຢູ່ໃນສານຕົກຄ້າງເນື່ອງຈາກຄວາມແຕກຕ່າງໃນເສັ້ນທາງທີ່ບໍ່ມີໂມເລກຸນ.
• ​ຜະລິດຕະພັນ‌: ຄວາມບໍລິສຸດຂອງຊູນຟູຣິກ ≥99.999% (ຊັ້ນ 5N), ຄາບອນອິນຊີ ≤0.001%, ອັດຕາການຕົກຄ້າງ <0.3%.

3. ການກັ່ນກອງໃນເຂດສາມ (ບັນລຸຄວາມບໍລິສຸດ 6N)

• ​ອຸປະກອນ‌: ເຄື່ອງກັ່ນເຂດອອກຕາມແນວນອນທີ່ມີການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຫຼາຍເຂດ (±0.1°C), ຄວາມໄວໃນການເຄື່ອນທີ່ເຂດ 1–3 ມມ/ຊມ.
• ​ການແຍກຕົວ​:
  ການນໍາໃຊ້ສໍາປະສິດການແຍກ (K=Csolid/Cliquid)K=Cແຂງ/Cແຫຼວ), ເຂດ 20–30 ຜ່ານໂລຫະເຂັ້ມຂຸ້ນ (As, Sb) ຢູ່ປາຍແທ່ງ. ແທ່ງຊູນຟູຣິກ 10–15% ສຸດທ້າຍຈະຖືກຖິ້ມ.

III. ຫຼັງການປິ່ນປົວ ແລະ ການປັ້ນທີ່ສະອາດທີ່ສຸດ

1. ການສະກັດເອົາຕົວລະລາຍທີ່ບໍລິສຸດທີ່ສຸດ

• ​ການສະກັດເອົາອີເທີ/ຄາບອນເຕຕຣາຄລໍໄຣດ໌​:
  ຊູນຟູຣ໌ຖືກປະສົມກັບອີເທີລະດັບໂຄຣມາໂຕກຣາຟີ (ອັດຕາສ່ວນປະລິມານ 1:0.5) ພາຍໃຕ້ການຊ່ວຍເຫຼືອຂອງຄື້ນສຽງຄວາມຖີ່ສູງ (40 kHz, 40°C) ເປັນເວລາ 30 ນາທີ ເພື່ອກຳຈັດສານອິນຊີທີ່ມີຂົ້ວຕ່ຳ.
• ​ການຟື້ນຟູຕົວລະລາຍ​:
  ການດູດຊຶມຂອງຕະແກງໂມເລກຸນ ແລະ ການກັ່ນດ້ວຍສູນຍາກາດຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນສິ່ງເສດເຫຼືອຂອງຕົວລະລາຍໃຫ້ເຫຼືອ ≤0.1 ppm.

2. ການກັ່ນຕອງແບບ Ultrafiltration ແລະ ການແລກປ່ຽນໄອອອນ

• ​ການກັ່ນຕອງເຍື່ອ PTFE ແບບພິເສດ​:
  ຊູນຟູຣິກທີ່ລະລາຍຖືກກັ່ນຕອງຜ່ານເຍື່ອ PTFE 0.02 μm ທີ່ອຸນຫະພູມ 160–180°C ແລະ ຄວາມດັນ ≤0.2 MPa.
• ​ເຣຊິນແລກປ່ຽນໄອອອນ​:
  ເຣຊິນຄີເລຕິງ (ເຊັ່ນ Amberlite IRC-748) ກຳຈັດໂລຫະໄອອອນລະດັບ ppb (Cu²⁺, Fe³⁺) ໃນອັດຕາການໄຫຼ 1–2 BV/ຊົ່ວໂມງ.

3. ການສ້າງສະພາບແວດລ້ອມທີ່ສະອາດທີ່ສຸດ

• ​ການປະລະມະນູອາຍແກັສທີ່ບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາ​:
  ໃນຫ້ອງສະອາດ Class 10, ຊູນຟູຣິກທີ່ລະລາຍແລ້ວຈະຖືກປະສົມກັບໄນໂຕຣເຈນ (ຄວາມດັນ 0.8–1.2 MPa) ໃຫ້ເປັນເມັດຮູບຊົງກົມຂະໜາດ 0.5–1 ມມ (ຄວາມຊຸ່ມ <0.001%).
• ​ການຫຸ້ມຫໍ່ແບບສູນຍາກາດ​:
  ຜະລິດຕະພັນສຸດທ້າຍແມ່ນຜະນຶກດ້ວຍສູນຍາກາດໃນຟິມປະກອບອາລູມິນຽມພາຍໃຕ້ອາກອນບໍລິສຸດພິເສດ (ຄວາມບໍລິສຸດ ≥99.9999%) ເພື່ອປ້ອງກັນການຜຸພັງ.

IV. ພາລາມິເຕີຂະບວນການຫຼັກ

V. ການຄວບຄຸມ ແລະ ການທົດສອບຄຸນນະພາບ

1. ​ການວິເຄາະສິ່ງປົນເປື້ອນຕາມຮ່ອງຮອຍ​:

• ​GD-MS (ເຄື່ອງວັດແທກມວນສານການປ່ອຍແສງ)‌: ກວດຈັບໂລຫະທີ່ ≤0.01 ppb.
• ​ເຄື່ອງວິເຄາະ TOCວັດແທກຄາບອນອິນຊີ ≤0.001 ppm.

1. ​ການຄວບຄຸມຂະໜາດຂອງອະນຸພາກ​:
   ການຫັກເຫຂອງເລເຊີ (Mastersizer 3000) ຮັບປະກັນຄວາມບ່ຽງເບນ D50 ≤±0.05 ມມ.
2. ​ຄວາມສະອາດພື້ນຜິວ​:
   XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) ຢືນຢັນຄວາມໜາຂອງອົກໄຊດ໌ພື້ນຜິວ ≤1 nm.

VI. ການອອກແບບຄວາມປອດໄພ ແລະ ສິ່ງແວດລ້ອມ

1. ​ການປ້ອງກັນການລະເບີດ​:
   ເຄື່ອງກວດຈັບແປວໄຟອິນຟາເຣດ ແລະ ລະບົບນໍ້າຖ້ວມໄນໂຕຣເຈນຮັກສາລະດັບອົກຊີເຈນໃຫ້ຕໍ່າກວ່າ 3%
2. ​ການຄວບຄຸມການປ່ອຍອາຍພິດ​:

• ​ອາຍແກັສກົດ‌: ການຂັດ NaOH ສອງຂັ້ນຕອນ (20% + 10%) ກຳຈັດ H₂S/SO₂ ≥99.9%.
• ​VOCs‌: ໂລເຕີ Zeolite + RTO (850°C) ຫຼຸດຜ່ອນໄຮໂດຄາບອນທີ່ບໍ່ແມ່ນມີເທນໃຫ້ເຫຼືອ ≤10 mg/m³.

1. ​ການຣີໄຊເຄີນຂີ້ເຫຍື້ອ​:
   ການຫຼຸດຜ່ອນອຸນຫະພູມສູງ (1200°C) ສາມາດຟື້ນຟູໂລຫະໄດ້; ປະລິມານຊູນຟູຣິກທີ່ເຫຼືອ <0.1%.

VII. ຕົວຊີ້ວັດດ້ານເຕັກໂນໂລຊີ-ເສດຖະກິດ

• ​ການໃຊ້ພະລັງງານ‌: ໄຟຟ້າ 800–1200 kWh ແລະ ອາຍນ້ຳ 2–3 ໂຕນຕໍ່ຊູນຟູຣິກ 6N ໂຕນ.
• ​ຜົນຜະລິດ‌: ການຟື້ນຕົວຂອງຊູນຟູຣິກ ≥85%, ອັດຕາການຕົກຄ້າງ <1.5%.
• ​ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ‌: ຕົ້ນທຶນການຜະລິດປະມານ 120,000–180,000 ຢວນ/ໂຕນ; ລາຄາຕະຫຼາດ 250,000–350,000 ຢວນ/ໂຕນ (ຊັ້ນເຄິ່ງຕົວນຳ).

ຂະບວນການນີ້ຜະລິດຊູນຟູຣິກ 6N ສຳລັບໂຟໂຕຣີຊິດເຄິ່ງຕົວນຳ, ຊັບສະເຕຣດປະສົມ III-V, ແລະ ການນຳໃຊ້ຂັ້ນສູງອື່ນໆ. ການຕິດຕາມກວດກາແບບເວລາຈິງ (ເຊັ່ນ: ການວິເຄາະທາດ LIBS) ແລະ ການປັບທຽບຫ້ອງສະອາດ ISO Class 1 ຮັບປະກັນຄຸນນະພາບທີ່ສະໝໍ່າສະເໝີ.

ໝາຍເຫດ

1. ເອກະສານອ້າງອີງທີ 2: ມາດຕະຖານການກັ່ນຕອງຊູນຟູຣິກອຸດສາຫະກໍາ
2. ເອກະສານອ້າງອີງທີ 3: ເຕັກນິກການກັ່ນຕອງຂັ້ນສູງໃນວິສະວະກຳເຄມີ
3. ເອກະສານອ້າງອີງທີ 6: ຄູ່ມືການປຸງແຕ່ງວັດສະດຸທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ
4. ເອກະສານອ້າງອີງທີ 8: ໂປໂຕຄອນການຜະລິດສານເຄມີຊັ້ນເຄິ່ງຕົວນຳ
5. ເອກະສານອ້າງອີງທີ 5: ການເພີ່ມປະສິດທິພາບການກັ່ນດ້ວຍສູນຍາກາດ