Léngkah prosés kadmium sareng parameter

I. Pretreatment Bahan Baku jeung Purifikasi primér

1. .Persiapan Cadmium Feedstock High-purity.

• .Cuci asam‌: Lebetkeun ingot cadmium kelas industri dina larutan asam nitrat 5% -10% dina suhu 40-60 ° C salami 1-2 jam pikeun ngaleungitkeun oksida permukaan sareng pangotor logam. Bilas ku cai deionisasi nepi ka pH nétral jeung vakum garing.
• .Hydrometallurgical Leaching‌: Ngubaran runtah anu ngandung kadmium (contona, tambaga-cadmium slag) kalayan asam sulfat (15-20% konsentrasi) dina 80-90 ° C salami 4-6 jam, ngahontal efisiensi leaching kadmium ≥95%. Nyaring sareng tambahkeun bubuk séng (1.2-1.5 kali rasio stoichiometric) pikeun kapindahan pikeun kéngingkeun kadmium bolu

1. .Lebur sarta Casting.

• Muat kadmium bolu kana crucibles grafit-purity tinggi, ngalembereh dina atmosfir argon dina 320-350 ° C, sarta tuang kana molds grafit pikeun cooling slow. Ngabentuk ingot kalawan dénsitas ≥8.65 g/cm³

II. Pemurnian Zona

1. .Parabot sareng Parameter.

• Anggo tungku lebur zona ngambang horizontal kalayan rubak zona lebur 5-8 mm, laju lintasan 3-5 mm / jam, sareng 8-12 lintasan pemurnian. Gradién hawa: 50-80 ° C / cm; vakum ≤10⁻³ Pa‌
• .Segregation Najis‌: Zona terus-terusan ngalangkungan konséntrasi timah, séng, sareng pangotor sanésna dina buntut ingot. Leupaskeun final 15-20% bagian-euyeub najis, achieving purity panengah ≥99.999%

1. .Kadali konci.

• Suhu zona lebur: 400-450 ° C (rada luhureun titik lebur cadmium 321 ° C);
• Laju cooling: 0.5-1.5 ° C / mnt pikeun ngaleutikan defects kisi;
• Laju aliran argon: 10-15 L / mnt pikeun nyegah oksidasi

III. Pemurnian éléktrolitik

1. .Formulasi éléktrolit.

• Komposisi éléktrolit: Kadmium sulfat (CdSO₄, 80-120 g/L) jeung asam sulfat (pH 2-3), kalawan 0.01-0.05 g/L gelatin ditambahkeun pikeun ngaronjatkeun kapadetan deposit katoda‌

1. .Parameter prosés.

• Anoda: plat cadmium atah; Katoda: plat titanium;
• Kapadetan ayeuna: 80-120 A / m²; tegangan sél: 2.0-2.5 V;
• Suhu éléktrolisis: 30-40 ° C; Lilana: 48-72 jam; Purity katoda ≥99.99%.

IV. Distilasi réduksi vakum

1. .Pangurangan Suhu Tinggi sareng Pisah.

• Teundeun ingot kadmium dina tungku vakum (tekanan ≤10⁻² Pa), ngawanohkeun hidrogén salaku réduktan, sarta panas nepi ka 800-1000 ° C pikeun ngurangan oksida kadmium ka kadmium gas. Suhu condenser: 200-250 ° C; Purity ahir ≥99.9995%

1. .Efficacy Lengser Kotoran.

• sésa kalungguhan, tambaga, jeung pangotor logam lianna ≤0.1 ppm;
• Kandungan oksigén ≤5 ppm

V. Czochralski Tunggal Kristal Tumuwuh

1. .Ngalembereh Control jeung Persiapan Kristal Kelor.

• Muat ingot cadmium-purity tinggi kana crucibles quartz-purity tinggi, ngalembereh dina argon dina 340-360 ° C. Anggo siki kadmium kristal tunggal anu berorientasi <100> (diaméter 5-8 mm), tos dianil dina 800°C pikeun ngaleungitkeun setrés internal

1. .Kristal narik Parameter.

• Laju narik: 1.0-1.5 mm / mnt (tahap awal), 0.3-0.5 mm / mnt (pertumbuhan ajeg);
• Rotasi crucible: 5-10 rpm (counter-rotation);
• Gradién hawa: 2-5 ° C / mm; Fluktuasi suhu panganteur padet-cair ≤±0.5°C‌

1. .Téhnik suprési cacad.

• .Bantuan Médan Magnét‌: Larapkeun 0.2-0.5 T médan magnét axial pikeun ngurangan turbulence ngalembereh tur ngurangan striations impurity;
• .Cooling dikawasa‌: Laju cooling pos-pertumbuhan 10-20°C/h ngaminimalkeun defects dislokasi disababkeun ku stress termal‌.

VI. Pos-Processing jeung Quality Control

1. .Mesin Kristal.

• .Motong‌ : Anggo ragaji kawat inten pikeun nyiksikan kana wafer 0,5-1,0 mm dina laju kawat 20-30 m/s;
• .Ngagosok‌ : Polishing mékanis kimiawi (CMP) jeung campuran asam-étanol nitrat (1:5 vol. ratio), ngahontal roughness permukaan Ra ≤0,5 nm.

1. .Standar kualitas.

• .Kasucian‌ : GDMS (Glow Discharge Mass Spectrometry) negeskeun Fe, Cu, Pb ≤0.1 ppm;
• .Résistansi‌ : ≤5×10⁻⁸ Ω·m (kamurnian ≥99,9999%);
• .Orientasi Crystallographic: Panyimpangan <0,5°; Dénsitas Dislokasi ≤10³/cm²

VII. Arah Optimasi Prosés

1. .Sasaran Panyabutan Najis.

• Anggo résin penukar ion pikeun adsorpsi selektif Cu, Fe, jsb, digabungkeun sareng pemurnian zona multi-tahap pikeun ngahontal kamurnian kelas 6N (99.9999%)‌

1. .Ngaronjatkeun Otomatis.

• Algoritma AI dinamis nyaluyukeun laju narik, gradién suhu, jsb, ningkatkeun ngahasilkeun tina 85% ka 93%;
• Skala up ukuran crucible ka 36 inci, sangkan feedstock hiji-angkatan 2800 kg, ngurangan konsumsi énergi pikeun 80 kWh / kg

1. .Kelestarian sareng Pamulihan Sumberdaya.

• Regenerasi runtah asam cuci ngaliwatan bursa ion (Cd recovery ≥99,5%);
• Ngubaran gas haseup nganggo adsorpsi karbon diaktipkeun + scrubbing basa (Pamulihan uap Cd ≥98%)‌

Ringkesan

Pertumbuhan kristal kadmium sareng prosés purifikasi ngahijikeun hydrometallurgy, pemurnian fisik suhu luhur, sareng téknologi pertumbuhan kristal presisi. Ngaliwatan leaching asam, pemurnian zona, éléktrolisis, distilasi vakum, sarta pertumbuhan Czochralski-gandeng jeung automation jeung prakték ramah-eco-éta ngamungkinkeun produksi stabil tina 6N-grade ultra-tinggi-purity kristal tunggal cadmium. Ieu minuhan tungtutan pikeun detéktor nuklir, bahan photovoltaic, jeung alat semikonduktor canggih. Kamajuan anu bakal datang bakal difokuskeun kana kamekaran kristal skala ageung, pamisahan najis anu dituju, sareng produksi karbon rendah.