Nā ʻanuʻu a me nā palena o ke kaʻina hana Cadmium

I. Ka mālama mua ʻana i nā mea maka a me ka hoʻomaʻemaʻe mua ʻana

1. ?Ka Hoʻomākaukau ʻana i ka Meaʻai Cadmium Maʻemaʻe Kiʻekiʻe?

• ?Holoi ʻakika‌: E hoʻokomo i nā ʻoaka cadmium papa ʻoihana i loko o ka hopena waikawa nitric 5%-10% ma 40-60°C no 1-2 mau hola e wehe i nā oxides o ka ʻili a me nā haumia metala. E holoi me ka wai deionized a hiki i ka pH kūlike a maloʻo me ka vacuum.
• ?Hoʻoheheʻe Hydrometallurgical‌: E mālama i nā ʻōpala i loaʻa ka cadmium (e like me ka slag keleawe-cadmium) me ka waikawa sulfuric (15-20% concentration) ma 80-90°C no 4-6 mau hola, e hoʻokō ana i ka ≥95% cadmium leaching efficiency. Kānana a hoʻohui i ka pauka zinc (1.2-1.5 manawa stoichiometric ratio) no ka hoʻoneʻe ʻana e loaʻa ai ka sponge cadmium‌

1. ?Hoʻoheheʻe a me ka hoʻolei ʻana?

• E hoʻouka i ka cadmium huʻahuʻa i loko o nā ipu hoʻoheheʻe graphite maʻemaʻe kiʻekiʻe, e hoʻoheheʻe ma lalo o ka lewa argon ma 320-350°C, a ninini i loko o nā ʻōmole graphite no ka hoʻomaʻalili lohi. E hana i nā ingots me ka density ≥8.65 g/cm³

II. Ka Hoʻomaʻemaʻe ʻĀpana

1. ?Nā Lako a me nā Palena?

• E hoʻohana i nā umu hoʻoheheʻe ʻāpana lana pālahalaha me ka laulā o ka ʻāpana hoʻoheheʻe o 5-8 mm, ka wikiwiki o ke kaʻahele ʻana o 3-5 mm/h, a me 8-12 mau kaʻa hoʻomaʻemaʻe. Ka piʻi ʻana o ka mahana: 50-80°C/cm; vacuum ≤10⁻³ Pa‌
• ?Ka Hoʻokaʻawale ʻana i nā Mea Haumia‌: Hoʻopili ka ʻāpana i hana hou ʻia i ke kēpau concentrate, zinc, a me nā mea haumia ʻē aʻe ma ka huelo ingot. Wehe i ka ʻāpana hope loa he 15-20% waiwai i ka haumia, e hoʻokō ana i ka maʻemaʻe waena ≥99.999%

1. ?Nā Mana Kī?

• Mahana o ka ʻāpana hoʻoheheʻe: 400-450°C (ʻoi iki aʻe ma mua o ka pae hoʻoheheʻe o ka cadmium o 321°C);
• Ka helu hoʻoluʻu: 0.5-1.5°C/min e hōʻemi i nā hemahema lattice;
• Ka helu kahe o Argon: 10-15 L/min e pale aku i ka oxidation

III. Ka Hoʻomaʻemaʻe ʻElektrika

1. ?Hoʻokumu ʻana o ka Electrolyte?

• ʻO ka haku mele electrolyte: Cadmium sulfate (CdSO₄, 80-120 g/L) a me ka waikawa sulfuric (pH 2-3), me 0.01-0.05 g/L gelatin i hoʻohui ʻia e hoʻonui i ka nui o ka waiho cathode‌

1. ?Nā Palena Hana?

• ʻAnode: Papa cadmium maka; Cathode: Papa Titanium;
• Ka nui o ke au: 80-120 A/m²; Ka uila o ke kelepona: 2.0-2.5 V;
• Mahana electrolysis: 30-40°C; Lōʻihi: 48-72 hola; Maʻemaʻe Cathode ≥99.99%‌

IV. Hoʻoheheʻe ʻana i ka Vacuum

1. ?Ka Hoʻemi ʻana i ka Mahana Kiʻekiʻe a me ka Hoʻokaʻawale ʻana?

• E kau i nā ʻāpana cadmium i loko o ka umu hoʻoheheʻe (kaomi ≤10⁻² Pa), e hoʻokomo i ka hydrogen ma ke ʻano he mea hoʻemi, a hoʻomehana i 800-1000°C e hoʻemi i nā oxides cadmium i ka cadmium kinoea. Mahana condenser: 200-250°C; Maʻemaʻe hope loa ≥99.9995%

1. ?Ka Pono o ka Wehe ʻana i ka Haumia?

• ʻO ke koena o ke kēpau, ke keleawe, a me nā mea haumia metala ʻē aʻe ≤0.1 ppm;
• ʻO ka nui o ka oxygen ≤5 ppm

ʻO V. Czochralski ka ulu ʻana o ke aniani hoʻokahi

1. ?Ka Mana Hoʻoheheʻe a me ka Hoʻomākaukau ʻana i ka Crystal Seed?

• E hoʻouka i nā ʻioka cadmium maʻemaʻe kiʻekiʻe i loko o nā ipu hoʻoheheʻe quartz maʻemaʻe kiʻekiʻe, e hoʻoheheʻe ma lalo o ka argon ma 340-360°C. E hoʻohana i nā hua cadmium kristal hoʻokahi i kuhikuhi ʻia <100> (ke anawaena 5-8 mm), i hoʻomoʻa mua ʻia ma 800°C e hoʻopau i ke kaumaha kūloko.

1. ?Nā Palena Huki Crystal?

• Ka wikiwiki o ka huki ʻana: 1.0-1.5 mm/min (ka pae mua), 0.3-0.5 mm/min (ka ulu ʻana o ke kūlana paʻa);
• Ka wili ʻana o ka ipu hoʻoheheʻe: 5-10 rpm (ka wili kū'ē);
• Ka piʻi ʻana o ka mahana: 2-5°C/mm; Ka piʻi ʻana o ka mahana o ka pilina paʻa-wai ≤±0.5°C

1. ?Nā ʻenehana hoʻopau kīnā?

• ?Kōkua Kahua Magnetic‌: E hoʻopili i ke kahua magnetic axial 0.2-0.5 T e kāohi i ka haunaele heheʻe a hōʻemi i nā striations haumia;
• ?Hoʻomaʻalili i kāohi ʻia‌: ʻO ka wikiwiki o ka hoʻoluʻu ʻana ma hope o ka ulu ʻana o 10-20°C/h e hōʻemi ana i nā kīnā dislocation i hoʻokumu ʻia e ke kaumaha wela.

VI. Ka Hana Mahope a me ka Mana Hoʻomalu Kūlana

1. ?Mīkini Crystal?

• ?ʻOki ʻana‌: E hoʻohana i nā ʻoki uea daimana e ʻokiʻoki i loko o nā wafers 0.5-1.0 mm ma ka wikiwiki o ka uea 20-30 m/s;
• ?Hoʻowali ʻana‌: Hoʻopololei kemika mechanical (CMP) me ka hui ʻana o ka waikawa nitric-ethanol (1:5 vol. ratio), e hoʻokō ana i ka ʻoʻoleʻa o ka ʻili Ra ≤0.5 nm.

1. ?Nā Kūlana Kūlana?

• ?Maʻemaʻe‌: Ua hōʻoia ʻo GDMS (Glow Discharge Mass Spectrometry) iā Fe, Cu, Pb ≤0.1 ppm;
• ?Ke kū'ē ʻana‌: ≤5×10⁻⁸ Ω·m (maʻemaʻe ≥99.9999%);
• ?Kūlana kristalographic‌: ʻO ka ʻokoʻa <0.5°; ka nui o ka neʻe ʻana ≤10³/cm²

VII. Nā Kuhikuhi Hoʻonui Hana

1. ?Wehe ʻana i ka haumia i kuhikuhi ʻia?

• E hoʻohana i nā resins ion-exchange no ka adsorption koho o Cu, Fe, a me nā mea ʻē aʻe, i hui pū ʻia me ka hoʻomaʻemaʻe ʻāpana multi-stage e hoʻokō ai i ka maʻemaʻe 6N-grade (99.9999%)‌

1. ?Nā Hoʻonui Hana Hoʻokele?

• Hoʻoponopono ikaika nā algorithms AI i ka wikiwiki huki, nā gradients mahana, a me nā mea ʻē aʻe, e hoʻonui ana i ka hua mai 85% a 93%;
• E hoʻonui i ka nui o ka ipu hoʻoheheʻe i 36 ʻīniha, e hiki ai i ka feedstock hoʻokahi o 2800 kg, e hōʻemi ana i ka hoʻohana ʻana i ka ikehu i 80 kWh/kg

1. ?Ka Hoʻomau a me ka Hoʻōla ʻana i nā Kumuwaiwai?

• Hoʻoulu hou i ka ʻōpala holoi waikawa ma o ka hoʻololi ion (hoʻōla Cd ≥99.5%);
• E mālama i nā kinoea hoʻopau me ka adsorption kalapona i hoʻāla ʻia + ka holoi ʻana i ka alkaline (hoʻōla ʻana o ka mahu Cd ≥98%)‌

Hōʻuluʻulu manaʻo

Hoʻohui ke kaʻina hana ulu a hoʻomaʻemaʻe i ka hydrometallurgy, ka hoʻomaʻemaʻe kino wela kiʻekiʻe, a me nā ʻenehana ulu kristal kikoʻī. Ma o ka leaching acid, ka hoʻomaʻemaʻe ʻāpana, ka electrolysis, ka distillation vacuum, a me ka ulu ʻana o Czochralski—i hui pū ʻia me ka automation a me nā hana eco-friendly—hiki iā ia ke hana paʻa o nā kristal hoʻokahi cadmium ultra-high-purity 6N-grade. Hoʻokō kēia i nā koi no nā mea ʻike nuklea, nā mea photovoltaic, a me nā mea semiconductor holomua. E kālele ana nā holomua e hiki mai ana i ka ulu ʻana o ka kristal nui, ka hoʻokaʻawale ʻana i ka haumia i kuhikuhi ʻia, a me ka hana haʻahaʻa kalapona.