Etap ak paramèt pwosesis Kadmyòm

I. Pretretman Matyè Bwit ak Pirifikasyon Prensipal

1. ‌Preparasyon Matyè Prim Kadmyòm ki gen Gwo Pite‌

• ‌Lavaj AsidPlonje lengote Kadmiyòm endistriyèl yo nan yon solisyon asid nitrique 5%-10% a 40-60°C pandan 1-2 èdtan pou retire oksid sifas yo ak enpurte metalik yo. Rense yo avèk dlo deyonize jiskaske pH la net epi pase aspiratè pou seche.
• ‌Lesivaj idrometalujikTrete dechè ki gen Kadmyòm (pa egzanp, salop kwiv-Kadmyòm) avèk asid silfirik (konsantrasyon 15-20%) a 80-90°C pandan 4-6 èdtan, pou rive nan yon efikasite lesivaj Kadmyòm ≥95%. Filtre epi ajoute poud zenk (1.2-1.5 fwa rapò estekiyometrik) pou deplasman pou jwenn Kadmyòm eponj.

1. ‌Fizyon ak Distribisyon‌

• Mete Kadmyòm eponj nan kribib grafit ki gen gwo pite, fonn anba atmosfè agon nan 320-350°C, epi vide nan mwazi grafit pou refwadi dousman. Fòme lengote ki gen yon dansite ≥8.65 g/cm³.

II. Rafinajman Zòn

1. ‌Ekipman ak Paramèt‌

• Sèvi ak founo fonn orizontal ak zòn k ap flote ak yon lajè zòn fonn 5-8 mm, vitès travèse 3-5 mm/h, ak 8-12 pasaj rafinman. Gradyan tanperati: 50-80°C/cm; vakyòm ≤10⁻³ Pa‌
• ‌Segregasyon enpurteZòn ki pase plizyè fwa konsantre plon, zenk, ak lòt enpurte nan ke lengote a. Retire dènye seksyon ki rich an enpurte 15-20% la, pou rive nan yon pite entèmedyè ≥99.999%.

1. ‌Kontwòl kle yo‌

• Tanperati zòn fonn: 400-450°C (yon ti kras pi wo pase pwen fizyon Kadmyòm ki se 321°C);
• Vitès refwadisman: 0.5-1.5°C/min pou minimize domaj rezo;
• To koule Agon: 10-15 L/min pou anpeche oksidasyon

III. Rafinaj elektwolitik

1. ‌Fòmilasyon elektwolit‌

• Konpozisyon elektwolit: Silfat Kadmyòm (CdSO₄, 80-120 g/L) ak asid silfirik (pH 2-3), avèk 0.01-0.05 g/L jelatin ajoute pou amelyore dansite depo katod la.

1. ‌Paramèt Pwosesis yo‌

• Anod: Plak Kadmyòm brit; Katod: Plak Titàn;
• Dansite kouran: 80-120 A/m²; Vòltaj selilè: 2.0-2.5 V;
• Tanperati elektwoliz: 30-40°C; Dire: 48-72 èdtan; Pite katod ≥99.99%

IV. Distilasyon Rediksyon Vakyòm

1. ‌Rediksyon ak Separasyon Tanperati Segondè‌

• Mete lengot Kadmyòm yo nan yon founo vakyòm (presyon ≤10⁻² Pa), prezante idwojèn kòm yon reduktan, epi chofe a 800-1000°C pou redwi oksid Kadmyòm yo an Kadmyòm gazez. Tanperati kondansateur: 200-250°C; Pite final ≥99.9995%

1. ‌Efikasite nan retire enpurte‌

• Plon rezidyèl, kwiv, ak lòt enpurte metalik ≤0.1 ppm;
• Kontni oksijèn ≤5 ppm

Kwasans Kristal Single V. Czochralski

1. ‌Kontwòl Fonn ak Preparasyon Kristal Grenn‌

• Mete lengot Kadmyòm ki gen gwo pite nan kris kwatz ki gen gwo pite, fonn anba agon a 340-360°C. Sèvi ak grenn Kadmyòm monokristal oryante <100> (dyamèt 5-8 mm), ki te deja trete a 800°C pou elimine estrès entèn.

1. ‌Paramèt rale kristal yo‌

• Vitès rale: 1.0-1.5 mm/min (etap inisyal), 0.3-0.5 mm/min (kwasans eta fiks);
• Wotasyon krez: 5-10 rpm (kontrè wotasyon);
• Gradyan tanperati: 2-5°C/mm; Chanjman tanperati entèfas solid-likid ≤±0.5°C

1. ‌Teknik pou siprime defo‌

• ‌Asistans Chan MayetikAplike yon chan mayetik axial 0.2-0.5 T pou siprime tourbiyon nan fonn lan epi diminye striyasyon enpurte yo;
• ‌Refwadisman KontwoleYon vitès refwadisman apre kwasans 10-20°C/h minimize domaj dislokasyon ki koze pa estrès tèmik.

VI. Pòs-pwosesis ak kontwòl kalite

1. ‌Machinasyon Kristal‌

• ‌KoupeSèvi ak si fil dyaman pou koupe an tranch 0.5-1.0 mm nan yon vitès fil 20-30 m/s;
• ‌PolisajPolisaj mekanik chimik (CMP) avèk yon melanj asid nitrique-etanòl (rapò 1:5 vol.), pou rive nan yon sifas ki graj tankou Ra ≤0.5 nm.

1. ‌Nòm Kalite‌

• ‌PiteGDMS (Spèktrometri Mas Dechaj Lumineuz) konfime Fe, Cu, Pb ≤0.1 ppm;
• ‌Rezistivite‌: ≤5×10⁻⁸ Ω·m (pite ≥99.9999%);
• ‌Oryantasyon KristalografikDevyasyon <0.5°; Dansite dislokasyon ≤10³/cm²

VII. Direksyon Optimizasyon Pwosesis yo

1. ‌Retire enpurte siblé‌

• Sèvi ak rezin echanj iyon pou absòpsyon selektif Cu, Fe, elatriye, konbine avèk rafinman zòn plizyè etap pou reyalize pite 6N (99.9999%).

1. ‌Amelyorasyon Otomatizasyon‌

• Algorit IA yo ajiste vitès rale a, gradyan tanperati a, elatriye yon fason dinamik, sa ki ogmante sede a soti nan 85% pou rive nan 93%;
• Ogmante gwosè krisòl la a 36 pous, sa ki pèmèt yon sèl pakèt matyè premyè rive 2800 kg, epi diminye konsomasyon enèji a a 80 kWh/kg.

1. ‌Dirablite ak Rekiperasyon Resous‌

• Rejenerasyon dechè lave asid atravè echanj iyon (rekiperasyon Cd ≥99.5%);
• Trete gaz echapman yo ak adsorpsyon chabon aktive + epurasyon alkalin (rekiperasyon vapè Cd ≥98%)

Rezime

Pwosesis kwasans ak pirifikasyon kristal Kadmyòm nan entegre idwometaluriji, rafinman fizik nan tanperati ki wo, ak teknoloji kwasans kristal presizyon. Atravè lesivaj asid, rafinman zòn, elektwoliz, distilasyon vakyòm, ak kwasans Czochralski—makonnen ak automatisation ak pratik ekolojik—li pèmèt pwodiksyon ki estab nan kristal sèl Kadmyòm ultra-pi ki gen 6N klas. Sa yo satisfè demand pou detektè nikleyè, materyèl fotovoltaik, ak aparèy semi-kondiktè avanse. Avansman nan lavni yo pral konsantre sou kwasans kristal sou gwo echèl, separasyon enpurte siblé, ak pwodiksyon ki ba an kabòn.