औद्योगिक सिलिकॉन प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी: क्रशिंग, ग्राइंडिंग, स्क्रीनिंग और धुलाई

औद्योगिक सिलिकॉन प्रसंस्करण में क्या शामिल है?

औद्योगिक सिलिकॉन जलमग्न आर्क भट्टी को रफ कास्ट ब्लॉक के रूप में छोड़ता है जिसमें फंसा हुआ स्लैग, बारीक पदार्थ और सतह संदूषण होता है। प्रसंस्करण यांत्रिक और रासायनिक चरणों का अनुक्रम है जो उस ब्लॉक को एक परिभाषित आकार वितरण और एक परिभाषित रसायन विज्ञान के साथ बिक्री योग्य उत्पाद में बदल देता है। मुख्य चरण हैं कुचलना, पीसना, छानना, एसिड से धोना, धूल हटाना और पैकेजिंग, और प्रत्येक चरण को सभी सामग्रियों पर समान रूप से लागू करने के बजाय अंतिम अनुप्रयोग के अनुसार चुना जाता है।

अनुक्रम का उद्देश्य सरल रूप से कहा जा सकता है: कुचलने और पीसने से आकार निर्धारित होता है, स्क्रीनिंग आकार को वर्गीकृत करती है, एसिड धोने से सतह के लोहे और एल्यूमीनियम का हिस्सा निकल जाता है, धूल हटाने से बारीक पदार्थ निकल जाते हैं जो अन्यथा एक स्वच्छ उत्पाद को दूषित कर देते हैं, और पैकेजिंग जो हासिल किया गया है उसकी रक्षा करती है। इसलिए एक प्रोसेसिंग लाइन को ग्राहक विनिर्देश से पीछे की ओर डिज़ाइन किया गया है।

कुचलना और पीसना

आकार में कमी आम तौर पर चरणों में की जाती है, क्योंकि एक ही चरण में कास्ट ब्लॉक को बारीक पाउडर में बदलने से ऊर्जा बर्बाद होती है और अवांछित फाइन की अधिकता पैदा होती है।

प्राथमिक क्रशिंग से कास्ट ब्लॉक को मुट्ठी के आकार के टुकड़ों में बदल दिया जाता है, आमतौर पर जॉ क्रशर से। इस स्तर पर उद्देश्य दृश्यमान स्लैग समावेशन को मुक्त करना है ताकि उन्हें हाथ से छंटाई या चुंबकीय पृथक्करण द्वारा हटाया जा सके।

माध्यमिक क्रशिंग से टुकड़े और भी कम हो जाते हैं, आमतौर पर शंकु या हथौड़ा क्रशर के साथ, गांठ अंशों में स्क्रीनिंग के लिए उपयुक्त फ़ीड का उत्पादन होता है।

पीसने से बारीक अंश उत्पन्न होते हैं। एक बॉल मिल या पेंडुलम मिल का उपयोग किया जाता है, और निवास का समय नियंत्रित करता है कि उत्पाद कितना बढ़िया हो जाता है।

चरणों के बीच मध्यवर्ती स्क्रीनिंग उस सामग्री को हटा देती है जो पहले से ही विनिर्देशों को पूरा करती है, ताकि वह जमीन से अधिक न हो। यह चरण किसी गांठ वाले उत्पाद में अवांछित महीन पाउडर की मात्रा को नियंत्रित करने का सबसे प्रभावी तरीका है।

आकार में कमी के दौरान संदूषण नियंत्रण महत्वपूर्ण है। क्रशिंग चैम्बर में घिसे हुए हिस्से घिसते समय लोहे को उत्पाद में छोड़ देते हैं, इसलिए लाइनर सामग्री की पसंद और प्रतिस्थापन की आवृत्ति का तैयार सिलिकॉन की लौह सामग्री पर सीधा प्रभाव पड़ता है।

स्क्रीनिंग और आकार वर्गीकरण

सिलिकॉन धातु को एक आकार सीमा में बेचा जाता है, एक आकार में नहीं, और सीमा आमतौर पर गांठ सामग्री के लिए मिलीमीटर में और पाउडर के लिए जाल में व्यक्त की जाती है।

उत्पाद प्रपत्र	विशिष्ट आकार पदनाम	मुख्य उपयोग
पिंड	10-50 मिमी, 10-100 मिमी	स्टील डीऑक्सीडेशन और मिश्र धातु का जोड़
बारीक	1-3 मिमी, 3-8 मिमी	फाउंड्री टीकाकरण और निरंतर जोड़
पाउडर, मोटा	16-60 जाल	एल्यूमीनियम मिश्र धातु, गुरुत्वाकर्षण खिला
पाउडर, मध्यम	60-120 जाल	सामान्य डीऑक्सीडेशन और मिश्रधातु
पाउडर, बढ़िया	120-200 जाल	तेजी से घुलने वाला जोड़, रासायनिक फीडस्टॉक

दो या तीन डेक वाली एक कंपन स्क्रीन एक पास में कई कट उत्पन्न करती है। बड़े आकार की सामग्री मिल में वापस आ जाती है और छोटे आकार की सामग्री को या तो एक अलग बढ़िया ग्रेड के रूप में बेचा जाता है या यदि विनिर्देश इसकी अनुमति देता है तो वापस मिश्रित कर दिया जाता है। चूँकि प्रत्येक स्क्रीनिंग चरण में ऊर्जा की खपत होती है और उपज में हानि होती है, कटौती महीन होने पर पाउडर की कीमत बढ़ जाती है।

एसिड धुलाई और शुद्धता समायोजन

जहां कम लौह और एल्यूमीनियम सामग्री की आवश्यकता होती है, कुचले हुए सिलिकॉन को पतला एसिड के साथ इलाज किया जाता है और फिर अवशिष्ट एसिड हटा दिए जाने तक साफ पानी से धोया जाता है। उपचार लौह समृद्ध चरणों पर हमला करता है जो अनाज की सीमाओं पर बैठते हैं और सतह धातु के हिस्से को भंग कर देते हैं, इसलिए धोए गए पदार्थ में बिना धोए समान पदार्थ की तुलना में कम लौह और एल्यूमीनियम सामग्री होती है। इसका प्रभाव सूक्ष्म अंशों पर सबसे अधिक होता है, क्योंकि अम्ल के लिए उपलब्ध सतह क्षेत्र बड़ा होता है।

तीन व्यावहारिक स्थितियाँ परिणाम को नियंत्रित करती हैं। एसिड की सघनता और तापमान यह निर्धारित करते हैं कि सतह पर कितनी आक्रामकता से हमला किया गया है। लीचिंग का समय यह निर्धारित करता है कि हमला कितनी गहराई तक प्रवेश करता है। धोने और सुखाने का चरण यह निर्धारित करता है कि अवशिष्ट एसिड या नमी बची है या नहीं, ये दोनों ही डाउनस्ट्रीम उपयोग को प्रभावित करते हैं। जो सामग्री कम मात्रा में धोई गई है, वह पैकेजिंग को खराब कर सकती है और संभालने में खतरे पैदा कर सकती है, इसलिए सुखाना और निष्क्रिय करना बाद में सोचे जाने के बजाय प्रक्रिया का हिस्सा है।

डस्टिंग, पैकेजिंग और गुणवत्ता नियंत्रण

डस्टिंग क्रशिंग और स्क्रीनिंग के दौरान उत्पन्न होने वाले बारीक कणों को हटा देती है। बैग फिल्टर और साइक्लोन सेपरेटर सामान्य उपकरण हैं, और बरामद धूल को आम तौर पर त्यागने के बजाय बढ़िया ग्रेड के रूप में अलग से बेचा जाता है।

धातु का पता लगाने और चुंबकीय पृथक्करण से कुचलने वाले उपकरण के टुकड़े हटा दिए जाते हैं जो अन्यथा तैयार उत्पाद में लौह संदूषण के रूप में दिखाई देते।

नमूना तैयार करना और विश्लेषण जारी होने से पहले प्रत्येक बैच की सिलिकॉन, लोहा, एल्यूमीनियम और कैल्शियम सामग्री की पुष्टि करता है। ग्रेड रसायन विज्ञान के बारे में एक वादा है, इसलिए विश्लेषण परिणाम प्रक्रिया सेटिंग के बजाय ग्रेड लेबल को नियंत्रित करता है।

पैकेजिंग का चयन उत्पाद के रूप के अनुसार किया जाता है: थोक बैग या ड्रम में गांठदार सामग्री, धूल को रोकने और नमी को एकत्रित होने से रोकने के लिए सीलबंद नमी में पाउडर {{0}अवरोधक बैग।

ट्रैसेबिलिटी रिकॉर्ड एक वितरित बैच को उसके फर्नेस लॉट और उसके स्क्रीनिंग और वॉशिंग रिकॉर्ड से जोड़ता है, जो ग्राहक को तर्क के बजाय डेटा के साथ विवाद को हल करने की अनुमति देता है।

ग्रेड रसायन विज्ञान और प्रसंस्करण लक्ष्य

प्रसंस्करण मार्ग को एक निर्दिष्ट ग्रेड तक पहुंचने के लिए चुना जाता है, और ग्रेड को अधिकतम अनुमत लौह, एल्यूमीनियम और कैल्शियम सामग्री द्वारा परिभाषित किया जाता है। नीचे दी गई तालिका उस रसायन विज्ञान को निर्धारित करती है जिसकी मुख्य ग्रेड को आवश्यकता होती है।

श्रेणी	सी (प्रतिशत मिनट)	Fe (अधिकतम प्रतिशत)	अल (अधिकतम प्रतिशत)	सीए (अधिकतम प्रतिशत)
सिलिकॉन धातु 2202	99.58	0.2	0.2	0.02
सिलिकॉन धातु 3303	99.37	0.3	0.3	0.03
सिलिकॉन धातु 411	99.4	0.4	0.1	0.1
सिलिकॉन धातु 421	99.3	0.4	0.2	0.1
सिलिकॉन धातु 441	99.1	0.4	0.4	0.1
सिलिकॉन धातु 551	98.9	0.5	0.5	0.1
सिलिकॉन धातु 553	98.7	0.5	0.5	0.3

एक साथ पढ़ें, ग्रेड दिखाते हैं कि प्रसंस्करण की गहराई विनिर्देश का पालन क्यों करती है। 553 से 441 तक जाने के लिए कड़ी एल्यूमीनियम और कैल्शियम सीमा की आवश्यकता होती है और सावधानीपूर्वक कच्चे माल के चयन और स्क्रीनिंग के साथ इसे प्राप्त किया जा सकता है। 411 या 421 तक पहुंचने के लिए कड़े एल्युमीनियम नियंत्रण की आवश्यकता होती है, जिसके बदले में कम {{6}एल्युमीनियम रिडक्टेंट और स्वच्छ स्क्रीनिंग उपकरण की आवश्यकता होती है। 2202 तक पहुंचने के लिए सभी तीन अशुद्धियों के एक साथ नियंत्रण की आवश्यकता होती है और आम तौर पर एसिड धुलाई, अतिरिक्त छंटाई और एक समर्पित पिघलने अभ्यास द्वारा समर्थित होता है। जब ग्राहक विनिर्देश मानक ग्रेड से भिन्न होता है तो अन्य रासायनिक संरचनाएं और आकार श्रेणियां ऑर्डर करने के लिए उत्पादित की जा सकती हैं।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

प्रश्न: औद्योगिक सिलिकॉन प्रसंस्करण में मुख्य चरण क्या हैं?
अनुक्रम में प्राथमिक और द्वितीयक कुचलना, पीसना, मध्यवर्ती और अंतिम स्क्रीनिंग, एसिड धुलाई जहां कम लौह या एल्यूमीनियम सामग्री की आवश्यकता होती है, धूल हटाना, धातु का पता लगाना, नमूना लेना और विश्लेषण करना और अंत में पैकेजिंग करना शामिल है। ग्राहक द्वारा निर्दिष्ट ग्रेड और आकार से मेल खाने के लिए विशिष्ट मार्ग का चयन किया जाता है।

प्रश्न: ग्राइंडिंग और स्क्रीनिंग एक से अधिक चरणों में क्यों की जाती है?
कटौती का एक भी कदम ऊर्जा बर्बाद करता है और जुर्माने की अधिकता पैदा करता है। चरणों के बीच स्क्रीनिंग से वह सामग्री हटा दी जाती है जो पहले से ही विनिर्देशों को पूरा करती है, इसलिए यह अधिक जमीन पर नहीं है, और बड़े आकार को मिल में वापस कर दिया जाता है। इससे आकार वितरण नियंत्रण में रहता है और बिक्री योग्य गांठ उत्पाद का नुकसान कम हो जाता है।

प्रश्न: एसिड वाशिंग से क्या हासिल होता है?
कुचले हुए सिलिकॉन की सतह पर और अनाज की सीमाओं के साथ एसिड लीचिंग के हमलों को पतला करें, फिर सामग्री को धोया और सुखाया जाता है। इसके परिणामस्वरूप लोहे और एल्युमीनियम की सतह कम हो जाती है, जिसका सबसे बड़ा प्रभाव बारीक अंशों पर पड़ता है क्योंकि वे अधिक सतह क्षेत्र प्रस्तुत करते हैं।

प्रश्न: सिलिकॉन धातु का आकार किस प्रकार व्यक्त किया जाता है?
गांठ सामग्री को मिलीमीटर में वर्णित किया गया है, जैसे कि 10-50 मिमी, जबकि पाउडर को जाल में वर्णित किया गया है, जैसे 16-200 मिमी। दानेदार सामग्री दोनों के बीच बैठती है और आमतौर पर मिलीमीटर में वर्णित होती है, उदाहरण के लिए फाउंड्री उपयोग के लिए 1-3 मिमी या 3-8 मिमी।

प्रश्न: क्या प्रसंस्करण से सिलिकॉन सामग्री बदल जाती है?
प्रसंस्करण मुख्य रूप से आकार वितरण और सतह रसायन विज्ञान को बदलता है। किसी ग्रेड की सिलिकॉन सामग्री मोटे तौर पर भट्टी चार्ज और रिडक्टेंट गुणवत्ता द्वारा निर्धारित की जाती है, जबकि लोहे और एल्यूमीनियम के स्तर को ग्रेड द्वारा अनुमत सीमा के भीतर रखने के लिए क्रशिंग, स्क्रीनिंग और धुलाई का उपयोग किया जाता है।

प्रश्न: किस ग्रेड को सबसे गहन प्रसंस्करण की आवश्यकता है?
2202 जैसे ग्रेड, जो एक ही समय में लौह, एल्युमीनियम और कैल्शियम को सीमित करते हैं, के लिए सबसे अधिक सावधानीपूर्वक अभ्यास की आवश्यकता होती है: चयनित कम अशुद्धता वाले कच्चे माल, साफ क्रशिंग और स्क्रीनिंग उपकरण, और आमतौर पर एसिड धुलाई और अतिरिक्त छंटाई। 553 जैसे मानक ग्रेड को केवल क्रशिंग, स्क्रीनिंग और डस्टिंग की आवश्यकता होती है।

प्रश्न: शिपमेंट से पहले उत्पाद की गुणवत्ता कैसे सत्यापित की जाती है?
प्रत्येक बैच का नमूना लिया जाता है और सिलिकॉन, लोहा, एल्यूमीनियम और कैल्शियम का विश्लेषण किया जाता है, और कुचलने वाले उपकरणों के घिसाव के कारण आए लोहे के टुकड़ों को हटाने के लिए चुंबकीय पृथक्करण और धातु का पता लगाने का उपयोग किया जाता है। प्रक्रिया सेटिंग के बजाय विश्लेषण परिणाम घोषित ग्रेड निर्धारित करता है।