高纯石英生产中,其环境要求很高。这与高纯石英提纯的工艺、产品纯度要求、高纯石英砂的特性所决定的。这导致与其他矿石选矿要求不一样,有的生产高纯产品,同样是5N级的纯度,但环境要求就没有高纯石英的高。而环境要求,也是我们最容易忽视的地方。环境既包括宏观环境,也包括微观环境。
一、宏观环境
用天然石英矿生产高纯石英砂,其涉及工序多、流程长、设备无法大型化、工艺要求高等特点,就确定了一条产线将占据较大的面积,面积一大,变量因素就增加,在保证产品质量稳定性的干扰因素增加。因此,这就要求高纯石英生产线宏观环境要有一定洁净度。高纯石英生产中,从浮选后,杂质含量逐渐降低,每次浮选都是超纯水,电阻率要求不低于15兆欧每厘米。但很部分选厂,其浮选工序与其他工序相通,外部环境恶劣,其环境较差,也许浮选指标很好,但极有可能因素环境的问题导致浮选取样测试的结果不理想。此外,恶劣的外部环境其杂质进入浮选产品后,后续的工序也很有可能去除不掉或者去除率有限,导致最终产品纯度上不去,与实验室的小试数据存在一定差距。因此,选厂在设计时,就应该规划好场地,避免工序交叉污染,降低甚至阻断外部环境的影响是很有必要的。
在GB/T 25915.1—2021中,定义了洁净室和洁净区的概念。洁净室,是指空气悬浮粒子浓度受控并分级的房间,其设计、建造到运行均使进入、产生、滞留于房间的粒子受控。洁净区,是指空气悬浮粒子计数浓度受控并分级的限定空间。其建造和运行使进入、产生和滞留于空间的粒子 受控。依据其定义,浮选、酸浸、脱羟基等工序应设计成洁净区,氯化是最终一步,应设计为洁净室。例如,半导体封装洁净室要求是100级洁净室,医院手术室也是洁净室,高纯氯化洁净室的洁净度要求一般是1000级~万级之间。在检测端,用ICP—MS设备测定其元素含量时,也应该确保环境的洁净度。而前端预处理工序尽量的放在独立车间或做好隔离。
二、微观环境
微观环境主要有两方面。一方面是提纯过程中产品防污染问题。在前述文章中工作(63)—尤尼明天然提纯高纯石英砂预处理部分做法和工作(66)—尤尼明深度提纯的部分做法分享了防污染的部分做法,在提纯过程中严格防控过程产品被污染。在实际生产过程中,了解并观察的结果是操作时较为随意,产品质量意识较为薄弱、防污染控制不到位等原因,导致在提纯过程中存在交叉污染的情形。另一方面,还存在使用药剂的纯度问题和化学深度提纯工序中清洗干净的问题。每一工序清洗干净也是避免交叉污染的措施之一。
搞好环境质量控制,是确保实现提纯的重要保障,细节决定成败,每一个忽视或未发现的小细节,都有可能导致产品质量不达标或不稳定。因此,稳定量产高纯度的石英砂还任重道远。
来源:硅基工程人