ຂັ້ນຕອນແລະຕົວກໍານົດການຂະບວນການ Cadmium

I. ການບຳບັດວັດຖຸດິບແລະການທຳຄວາມສະອາດຂັ້ນຕົ້ນ

1. ‌ການກະກຽມສະບຽງອາຫານ Cadmium ຄວາມບໍລິສຸດສູງ‌

• ‌ການລ້າງອາຊິດ​ : ນຳ​ສານ​ເຄດ​ມີ​ນຽມ​ຊັ້ນ​ອຸດ​ສາ​ຫະ​ກຳ​ລົງ​ໃນ​ນ້ຳ​ກົດ​ໄນ​ຕຼິກ 5%-10% ທີ່​ອຸນ​ຫະ​ພູມ 40-60 ອົງສາ C ປະ​ມານ 1-2 ຊົ່ວ​ໂມງ ເພື່ອ​ກຳ​ຈັດ​ທາດ​ອອກ​ຊິ​ເຈນ​ທີ່​ຜິວ​ໜ້າ ແລະ​ສິ່ງ​ເສດ​ເຫຼືອ​ຂອງ​ໂລ​ຫະ. ລ້າງອອກດ້ວຍນ້ໍາ deionized ຈົນກ່ວາ pH ເປັນກາງແລະສູນຍາກາດແຫ້ງ.
• ‌ການຮົ່ວໄຫຼ Hydrometallurgical​ : ບຳບັດສິ່ງເສດເຫຼືອທີ່ມີແຄດເມຍ (ຕົວຢ່າງ: ທອງແດງ-ແຄດເມຍ) ດ້ວຍອາຊິດຊູນຟູຣິກ (ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ 15-20%) ທີ່ອຸນຫະພູມ 80-90 ອົງສາເຊ ເປັນເວລາ 4-6 ຊົ່ວໂມງ, ບັນລຸປະສິດທິພາບການລ້າງແຄດເມຍ ≥95%. ກັ່ນຕອງແລະຕື່ມຝຸ່ນສັງກະສີ (ອັດຕາສ່ວນ stoichiometric 1.2-1.5 ເທົ່າ) ສໍາລັບການໂຍກຍ້າຍເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບ sponge cadmium

1. ‌ການລະລາຍແລະການຫລໍ່‌

• ບັນຈຸ sponge cadmium ເຂົ້າໄປໃນ crucibles graphite ຄວາມບໍລິສຸດສູງ, melt ພາຍໃຕ້ບັນຍາກາດ argon ທີ່ 320-350 ° C, ແລະຖອກເຂົ້າໄປໃນ mold graphite ສໍາລັບຄວາມເຢັນຊ້າ. ກອບເປັນຈໍານວນທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນ ≥8.65 g/cm³

II. ການປັບປ່ຽນເຂດ

1. ‌ອຸປະກອນແລະພາລາມິເຕີ‌

• ໃຊ້ເຕົາລະລາຍເຂດລອຍຕາມລວງນອນທີ່ມີຄວາມກວ້າງເຂດລະລາຍຂອງ 5-8 ມມ, ຄວາມໄວຂ້າມ 3-5 ມມ/ຊມ, ແລະ 8-12 ໄລຍະການຫລອມໂລຫະ. ອຸນຫະພູມ gradient: 50-80 ° C / cm; ສູນຍາກາດ ≤10⁻³ Pa
• ‌ການແບ່ງແຍກຄວາມບໍ່ສະອາດ​ : ​ເຂດ​ທີ່​ຊ້ຳ​ແລ້ວ​ຊ້ຳ​ບໍ່​ໜຳ​ຈະ​ຜ່ານ​ສານ​ຕະກອກ​ເຂັ້ມ​ຂຸ້ນ, ສັງ​ກະ​ສີ, ແລະ​ສິ່ງ​ເປື້ອນ​ເປິ​ອື່ນໆ​ຢູ່​ຫາງ​ເຂົ້າ. ເອົາສ່ວນທີ່ອຸດົມສົມບູນ impurity 15-20% ສຸດທ້າຍ, ບັນລຸຄວາມບໍລິສຸດລະດັບປານກາງ≥99.999%

1. ‌ການຄວບຄຸມກະແຈ‌

• ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ເຂດ​ລະ​ລາຍ​: 400-450°C (ເລັກ​ນ້ອຍ​ຂ້າງ​ເທິງ​ຈຸດ​ລະ​ລາຍ​ຂອງ cadmium ຂອງ 321°C​)​;
• ອັດຕາຄວາມເຢັນ: 0.5-1.5°C/ນາທີ ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຜິດປົກກະຕິຂອງເສັ້ນດ່າງ;
• ອັດຕາການໄຫຼຂອງ Argon: 10-15 ລິດ / ນາທີເພື່ອປ້ອງກັນການຜຸພັງ

III. ການກັ່ນໄຟຟ້າ

1. ‌ສູດ Electrolyte‌

• ອົງປະກອບຂອງ electrolyte: Cadmium sulfate (CdSO₄, 80-120 g/L) ແລະອາຊິດຊູນຟູຣິກ (pH 2-3), ມີ 0.01-0.05 g/L gelatin ເພີ່ມເພື່ອເພີ່ມຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງເງິນຝາກ cathode.

1. ‌ຕົວກໍານົດການຂະບວນການ‌

• Anode: ແຜ່ນ cadmium ດິບ; Cathode: ແຜ່ນ Titanium;
• ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງປະຈຸບັນ: 80-120 A / m²; ແຮງດັນຂອງເຊນ: 2.0-2.5 V;
• ອຸນຫະພູມໄຟຟ້າ: 30-40°C; ໄລຍະເວລາ: 48-72 ຊົ່ວໂມງ; ຄວາມບໍລິສຸດ Cathode ≥99.99%.

IV. ການກັ່ນການຫຼຸດຜ່ອນສູນຍາກາດ

1. ‌ການຫຼຸດຜ່ອນອຸນຫະພູມສູງແລະການແຍກຕ່າງຫາກ‌

• ວາງ cadmium ingots ໃນ furnace ສູນຍາກາດ (ຄວາມກົດດັນ≤10⁻² Pa), ແນະນໍາ hydrogen ເປັນ reductant, ແລະໃຫ້ຄວາມຮ້ອນເຖິງ 800-1000 ° C ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນ cadmium oxides ກັບ cadmium gaseous. ອຸນຫະພູມ Condenser: 200-250°C; ຄວາມບໍລິສຸດສຸດທ້າຍ ≥99.9995%

1. ‌ປະສິດທິພາບການກໍາຈັດ impurity‌

• ຂີ້ກົ່ວ, ທອງແດງ, ແລະໂລຫະອື່ນໆ impurities ≤0.1 ppm;
• ເນື້ອໃນອົກຊີເຈນ ≤5 ppm

V. Czochralski ການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນດຽວ

1. ‌ການ​ຄວບ​ຄຸມ​ການ​ລະ​ລາຍ​ແລະ​ການ​ກະ​ກຽມ​ເມັດ​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ​‌

• ບັນຈຸ cadmium ຄວາມບໍລິສຸດສູງເຂົ້າໄປໃນ crucibles quartz ຄວາມບໍລິສຸດສູງ, melt ພາຍໃຕ້ argon ທີ່ 340-360 ° C. ໃຊ້ <100> ເມັດແຄດມີນຽມທີ່ເຮັດດ້ວຍຮູບຊົງກ້ອນດຽວ (ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ 5-8 ມມ), ອົບກ່ອນຢູ່ທີ່ 800 ອົງສາ C ເພື່ອກໍາຈັດຄວາມກົດດັນພາຍໃນ.

1. ‌ຕົວກໍານົດການດຶງ Crystal‌

• ຄວາມໄວໃນການດຶງ: 1.0-1.5 mm/min (ໄລຍະເບື້ອງຕົ້ນ), 0.3-0.5 mm/min (ການຂະຫຍາຍຕົວຄົງທີ່);
• Crucible rotation: 5-10 rpm (counter-rotation);
• ອຸນຫະພູມ gradient: 2-5°C/ມມ; ຄວາມຜັນຜວນຂອງອຸນຫະພູມສ່ວນຕິດຕໍ່ຂອງແຫຼວ ≤±0.5°C​

1. ‌ເຕັກນິກການສະກັດກັ້ນຂໍ້ບົກພ່ອງ‌

• ‌ການຊ່ວຍເຫຼືອພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ​​: ນໍາໃຊ້ 0.2-0.5 T axial ພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກເພື່ອສະກັດກັ້ນຄວາມວຸ່ນວາຍ melt ແລະຫຼຸດຜ່ອນ striations impurity;
• ‌ການຄວບຄຸມຄວາມເຢັນ: ອັດຕາຄວາມເຢັນຫຼັງການຂະຫຍາຍຕົວ 10-20°C/h ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຜິດປົກກະຕິຂອງການເຄື່ອນທີ່ທີ່ເກີດຈາກຄວາມກົດດັນຄວາມຮ້ອນ.

VI. ຫຼັງການປຸງແຕ່ງ ແລະການຄວບຄຸມຄຸນນະພາບ

1. ‌ເຄື່ອງຈັກ Crystal‌

• ‌ການຕັດ​ ​: ໃຊ້​ເລື່ອຍ​ເສັ້ນ​ເພັດ​ຕັດ​ເປັນ​ເວ​ເຟີ 0.5-1.0 ມມ ດ້ວຍ​ຄວາມ​ໄວ​ສາຍ 20-30 m/s;
• ‌ຂັດ​​: ການ​ຂັດ​ກົນ​ຈັກ​ທາງ​ເຄ​ມີ (CMP) ທີ່​ມີ​ປະ​ສົມ nitric acid-ethanol (1:5 ອັດ​ຕາ​ສ່ວນ vol.), ບັນ​ລຸ​ໄດ້​ຄວາມ​ລະ​ອຽດ​ຂອງ​ຫນ້າ​ດິນ Ra ≤0.5 nm.

1. ‌ມາດຕະຖານຄຸນນະພາບ‌

• ‌ຄວາມບໍລິສຸດ​: GDMS (Glow Discharge Mass Spectrometry) ຢືນຢັນ Fe, Cu, Pb ≤0.1 ppm;
• ‌ຄວາມຕ້ານທານ​: ≤5×10⁻⁸ Ω·m (ຄວາມບໍລິສຸດ≥99.9999%);
• ‌Crystallographic Orientation: ຄວາມ​ແຕກ​ຕ່າງ <0.5°; ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ dislocation ≤10³/cm²

VII. ຂັ້ນຕອນການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຂະບວນການ

1. ‌ການກຳຈັດຄວາມບໍ່ສະອາດເປົ້າໝາຍ‌

• ໃຊ້ resins ແລກປ່ຽນ ion ສໍາລັບການດູດຊຶມເລືອກຂອງ Cu, Fe, ແລະອື່ນໆ, ສົມທົບກັບການກັ່ນຕອງເຂດຫຼາຍຂັ້ນຕອນເພື່ອບັນລຸຄວາມບໍລິສຸດ 6N-grade (99.9999%)

1. ‌ການຍົກລະດັບອັດຕະໂນມັດ‌

• AI algorithms ໄດນາມິກປັບຄວາມໄວດຶງ, gradients ອຸນຫະພູມ, ແລະອື່ນໆ, ຜົນຜະລິດເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 85% ເປັນ 93%;
• ຂະ​ຫນາດ crucible ຂະ​ຫນາດ 36 ນິ້ວ​, ສາ​ມາດ​ເຮັດ​ໃຫ້​ການ​ຜະ​ລິດ​ອາ​ຫານ​ຊຸດ​ດຽວ​ຂອງ 2800 ກິ​ໂລ​, ການ​ຫຼຸດ​ຜ່ອນ​ການ​ບໍ​ລິ​ໂພກ​ພະ​ລັງ​ງານ​ເປັນ 80 ກິ​ໂລ​ວັດ​ຕໍ່​ກິ​ໂລ​.

1. ‌ຄວາມຍືນຍົງ ແລະການຟື້ນຟູຊັບພະຍາກອນ‌

• ຟື້ນຟູອາຊິດລ້າງສິ່ງເສດເຫຼືອໂດຍຜ່ານການແລກປ່ຽນ ion (ການຟື້ນຕົວ Cd ≥99.5%);
• ປິ່ນປົວທາດອາຍເສຍດ້ວຍການດູດຊຶມຄາບອນທີ່ເປີດໃຊ້ງານ + ການຂັດເປັນດ່າງ (Cd vapor recovery ≥98%)

ສະຫຼຸບ

ຂະ​ບວນ​ການ​ຂະ​ຫຍາຍ​ຕົວ​ແລະ​ການ​ເຮັດ​ໃຫ້​ບໍ​ລິ​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ cadmium ປະ​ສົມ​ປະ​ສານ hydrometallurgy​, ການ​ກັ່ນ​ຕອງ​ທາງ​ດ້ານ​ຮ່າງ​ກາຍ​ທີ່​ມີ​ຄວາມ​ຮ້ອນ​ສູງ​, ແລະ​ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ​ການ​ເຕີບ​ໂຕ​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ​ທີ່​ຊັດ​ເຈນ​. ໂດຍຜ່ານການລ້າງອາຊິດ, ການຫລອມໂລຫະເຂດ, electrolysis, ການກັ່ນສູນຍາກາດ, ແລະການຂະຫຍາຍຕົວ Czochralski - ຄຽງຄູ່ກັບການປະຕິບັດອັດຕະໂນມັດແລະສິ່ງແວດລ້ອມ - ມັນເຮັດໃຫ້ການຜະລິດທີ່ຫມັ້ນຄົງຂອງ 6N-grade ultra-high-purity cadmium ໄປເຊຍກັນ. ເຫຼົ່ານີ້ຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບເຄື່ອງກວດຈັບນິວເຄລຍ, ວັດສະດຸ photovoltaic, ແລະອຸປະກອນ semiconductor ກ້າວຫນ້າ. ຄວາມກ້າວຫນ້າໃນອະນາຄົດຈະສຸມໃສ່ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງໄປເຊຍກັນຂະຫນາດໃຫຍ່, ການແຍກ impurity ເປົ້າຫມາຍ, ແລະການຜະລິດຄາບອນຕ່ໍາ.