क्वार्ट्ज की शुद्धता क्या है, और क्वार्ट्ज की शुद्धता को कैसे मापा और सुधारा जाए?

क्वार्ट्ज की शुद्धता उसमें सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO2) की मात्रा से संबंधित है।क्वार्ट्ज, आमतौर पर प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। उच्च शुद्धता वाले क्वार्ट्ज की SiO2 सामग्री 99.95% से अधिक है, जबकि साधारण क्वार्ट्ज रेत की SiO2 सामग्री अपेक्षाकृत कम है।

क्वार्ट्ज की शुद्धता मापने के तरीकों में एक्स-रे विवर्तन (XRD), इंडक्टिवली कपल्ड प्लाज़्मा एमिशन स्पेक्ट्रोस्कोपी (ICP-MS), ट्रांसमिशन/रिफ्लेक्टेड लाइट ड्यूल-पर्पस माइक्रोस्कोप, पोलराइजिंग माइक्रोस्कोप, इलेक्ट्रॉन जांच, इंडक्टिवली कपल्ड प्लाज़्मा एमिशन स्पेक्ट्रोस्कोपी (EPMA), लेजर रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी (LRM) और माइक्रो-माइक्रो-थर्मल स्टेज और अन्य विश्लेषणात्मक तरीकों का उपयोग शामिल है। ये विधियाँ क्वार्ट्ज में ठोस और द्रव समावेशन की घटना की स्थिति और जाली में अशुद्धता तत्वों के वितरण का व्यवस्थित रूप से विश्लेषण कर सकती हैं, ताकि क्वार्ट्ज की शुद्धता का सटीक निर्धारण किया जा सके।

क्वार्ट्ज की शुद्धता में सुधार के तरीकों में मुख्य रूप से भौतिक छंटाई, रासायनिक उपचार और ताप उपचार शामिल हैं। भौतिक छंटाई प्रक्रिया में, क्वार्ट्ज में स्वतंत्र खनिज अशुद्धियाँ, अंतर्वर्धित खनिज अशुद्धियाँ और समावेशन अशुद्धियाँ चुंबकीय पृथक्करण, प्लवनशीलता और अन्य तरीकों से हटाई जा सकती हैं। रासायनिक उपचार के संदर्भ में, मिश्रित एसिड लीचिंग, क्षारीय लीचिंग और अन्य तरीकों का उपयोग विशिष्ट परिस्थितियों में विभिन्न अशुद्धता खनिजों की घुलनशीलता अंतर का लाभ उठाकर अशुद्धियों को प्रभावी ढंग से हटाने के लिए किया जा सकता है। क्वार्ट्ज की शुद्धता में सुधार करने के लिए वैक्यूम रोस्टिंग और कैल्सीनेशन जैसे ताप उपचार भी एक महत्वपूर्ण साधन हैं। उच्च तापमान उपचार क्वार्ट्ज यूनिट सेल मापदंडों को बदल सकता है और कुछ अशुद्धता तत्वों के वाष्पीकरण या परिवर्तन को बढ़ावा दे सकता है, जिससे क्वार्ट्ज की शुद्धता में सुधार होता है।

उदाहरण के लिए, वैक्यूम रोस्टिंग-हॉट प्रेशर लीचिंग संयुक्त शुद्धिकरण प्रक्रिया को अनुकूलित करके, 99.996wt% की SiO2 सामग्री के साथ अल्ट्रा-उच्च शुद्धता क्वार्ट्ज तैयार किया जा सकता है। इसके अलावा, सामान्य दबाव और उच्च तापमान एसिड लीचिंग के लिए केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड के उच्च क्वथनांक का उपयोग करके भी क्वार्ट्ज की शुद्धता में प्रभावी रूप से सुधार किया जा सकता है और 99.8% से अधिक SiO2 सामग्री के साथ क्वार्ट्ज रेत उत्पाद प्राप्त किए जा सकते हैं।