କ୍ୟାଡମିୟମ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପଦକ୍ଷେପ ଏବଂ ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକ

I. କଞ୍ଚାମାଲର ପୂର୍ବ ଚିକିତ୍ସା ଏବଂ ପ୍ରାଥମିକ ବିଶୋଧନ

1. ‌ଉଚ୍ଚ-ଶୁଦ୍ଧତା କ୍ୟାଡମିୟମ୍ ଫିଡଷ୍ଟକ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତି‌

• ‌ଏସିଡ୍ ଧୋଇବା‌: ପୃଷ୍ଠ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଏବଂ ଧାତୁ ଅଶୁଦ୍ଧତା ଦୂର କରିବା ପାଇଁ ଶିଳ୍ପ-ଗ୍ରେଡ୍ କ୍ୟାଡମିୟମ୍ ଇନଗଟ୍ସକୁ 5%-10% ନାଇଟ୍ରିକ୍ ଏସିଡ୍ ଦ୍ରବଣରେ 40-60°C ତାପମାତ୍ରାରେ 1-2 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ ବୁଡ଼ାଇ ରଖନ୍ତୁ। ନିରପେକ୍ଷ pH ଏବଂ ଭାକ୍ୟୁମ୍ ଶୁଖିବା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଡିଆୟୋନାଇଜ୍ଡ ପାଣିରେ ଧୋଇ ଦିଅନ୍ତୁ।
• ‌ହାଇଡ୍ରୋମେଟାଲର୍ଜିକାଲ୍ ଲିଚିଂ‌: କ୍ୟାଡମିୟମ୍ ଯୁକ୍ତ ଅଳିଆ (ଯଥା, ତମ୍ବା-କ୍ୟାଡମିୟମ୍ ସ୍ଲାଗ୍) କୁ ସଲଫ୍ୟୁରିକ୍ ଏସିଡ୍ (୧୫-୨୦% ଘନତା) ସହିତ ୮୦-୯୦°C ତାପମାତ୍ରାରେ ୪-୬ ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ ବିଶୋଧନ କରନ୍ତୁ, ଯାହା ଦ୍ଵାରା ≥୯୫% କ୍ୟାଡମିୟମ୍ ଲିଚିଂ ଦକ୍ଷତା ହାସଲ ହେବ। ସ୍ପଞ୍ଜ କ୍ୟାଡମିୟମ୍‌ ପାଇବା ପାଇଁ ବିସ୍ଥାପନ ପାଇଁ ଫିଲ୍ଟର କରନ୍ତୁ ଏବଂ ଜିଙ୍କ୍ ପାଉଡର (୧.୨-୧.୫ ଗୁଣ ଷ୍ଟୋଇକିଓମେଟ୍ରିକ୍ ଅନୁପାତ) ଯୋଡନ୍ତୁ।

1. ‌ମେଲ୍ଟିଂ ଏବଂ କାଷ୍ଟିଂ‌

• ସ୍ପଞ୍ଜ କ୍ୟାଡମିୟମ୍ କୁ ଉଚ୍ଚ-ଶୁଦ୍ଧତା ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ କ୍ରୁସିବଲ୍ସରେ ଲୋଡ୍ କରନ୍ତୁ, 320-350°C ତାପମାତ୍ରାରେ ଆର୍ଗନ୍ ବାୟୁମଣ୍ଡଳରେ ତରଳି ଦିଅନ୍ତୁ, ଏବଂ ଧୀର ଥଣ୍ଡା ହେବା ପାଇଁ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଛାଞ୍ଚରେ ଢାଳନ୍ତୁ। ≥8.65 ଗ୍ରାମ/ସେମି³ ଘନତା ସହିତ ଇନଗଟ୍ ତିଆରି କରନ୍ତୁ।

II. ଜୋନ୍ ରିଫାଇନିଂ

1. ‌ଉପକରଣ ଏବଂ ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକ‌

• ତରଳିତ ଜୋନ୍ ପ୍ରସ୍ଥ 5-8 ମିମି, ଟ୍ରାଭର୍ସ ବେଗ 3-5 ମିମି/ଘଣ୍ଟା ଏବଂ 8-12 ରିଫାଇନିଂ ପାସ୍ ସହିତ ଭୂସମାନ୍ତର ଭାସମାନ ଜୋନ୍ ତରଳାଇବା ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତୁ। ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରାଡିଏଣ୍ଟ: 50-80°C/ସେମି; ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନ ≤10⁻³ Pa‌
• ‌ଅଶୁଦ୍ଧତା ପୃଥକୀକରଣ‌: ପୁନରାବୃତ୍ତି ଜୋନ୍ ଇଙ୍ଗଟ୍ ଟେଲ୍‌ରେ ଘନିଷ୍ଠ ସୀସା, ଦସ୍ତା ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଅଶୁଦ୍ଧତାକୁ ପାସ୍ କରେ। ମଧ୍ୟବର୍ତ୍ତୀ ଶୁଦ୍ଧତା ≥99.999% ହାସଲ କରି ଶେଷ 15-20% ଅଶୁଦ୍ଧତା-ସମ୍ପୃକ୍ତ ଅଂଶକୁ କାଢ଼ିଦିଏ।

1. ‌କୀ ନିୟନ୍ତ୍ରଣଗୁଡ଼ିକ‌

• ତରଳିଯାଇଥିବା ମଣ୍ଡଳ ତାପମାତ୍ରା: 400-450°C (କାଡମିୟମର ତରଳାଇବା ବିନ୍ଦୁ 321°C ଠାରୁ ଟିକିଏ ଅଧିକ);
• ଶୀତଳୀକରଣ ହାର: ଜାଲି ତ୍ରୁଟିକୁ କମ କରିବା ପାଇଁ ୦.୫-୧.୫°C/ମିନିଟ୍;
• ଆର୍ଗନ୍ ପ୍ରବାହ ହାର: ଅକ୍ସିଡେସନକୁ ରୋକିବା ପାଇଁ ୧୦-୧୫ ଲି/ମିନିଟ୍

III. ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟିକ୍ ରିଫାଇନିଂ

1. ‌ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଫର୍ମୁଲେସନ୍‌

• ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ସଂରଚନା: କ୍ୟାଥୋଡ୍ ଜମା ଘନତା ବୃଦ୍ଧି କରିବା ପାଇଁ 0.01-0.05 ଗ୍ରାମ/ଲି ଜେଲେଟିନ୍ ସହିତ କ୍ୟାଡମିୟମ୍ ସଲଫେଟ୍ (CdSO₄, 80-120 ଗ୍ରାମ/ଲି) ଏବଂ ସଲଫ୍ୟୁରିକ୍ ଏସିଡ୍ (pH 2-3),

1. ‌ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକ‌

• ଆନୋଡ୍: ଅଶୋଧିତ କାଡମିୟମ୍ ପ୍ଲେଟ୍; କ୍ୟାଥୋଡ୍: ଟାଇଟାନିୟମ୍ ପ୍ଲେଟ୍;
• ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଘନତ୍ୱ: 80-120 A/m²; କୋଷ ଭୋଲଟେଜ: 2.0-2.5 V;
• ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲିସିସ୍ ତାପମାତ୍ରା: 30-40°C; ଅବଧି: 48-72 ଘଣ୍ଟା; କ୍ୟାଥୋଡ୍ ଶୁଦ୍ଧତା ≥99.99%‌

IV. ଭାକ୍ୟୁମ୍ ହ୍ରାସ ପାତନକରଣ

1. ‌ଉଚ୍ଚ-ତାପମାତ୍ରା ହ୍ରାସ ଏବଂ ପୃଥକୀକରଣ‌

• ଏକ ଭାକ୍ୟୁମ୍ ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍‌ରେ କ୍ୟାଡମିୟମ୍ ଇଙ୍ଗଟ୍‌ଗୁଡ଼ିକୁ ରଖନ୍ତୁ (ଚାପ ≤10⁻² Pa), ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍‌କୁ ଏକ ରିଡକ୍ଟଣ୍ଟ୍ ଭାବରେ ପ୍ରବେଶ କରାନ୍ତୁ ଏବଂ କ୍ୟାଡମିୟମ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍‌କୁ ଗ୍ୟାସୀୟ କ୍ୟାଡମିୟମ୍‌ରେ ପରିଣତ କରିବା ପାଇଁ 800-1000°C ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଗରମ କରନ୍ତୁ। କଣ୍ଡେନ୍ସର ତାପମାତ୍ରା: 200-250°C; ଅନ୍ତିମ ଶୁଦ୍ଧତା ≥99.9995%

1. ‌ଅପରିଷ୍କାରତା ଦୂର କରିବାର ପ୍ରଭାବ‌

• ଅବଶିଷ୍ଟ ସୀସା, ତମ୍ବା, ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଧାତୁ ଅଶୁଦ୍ଧତା ≤0.1 ppm;
• ଅମ୍ଳଜାନ ପରିମାଣ ≤5 ppm‌

ଭି. ଜୋକ୍ରାଲସ୍କି ଏକକ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି

1. ‌ତରଳିବା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଏବଂ ବିହନ ସ୍ଫଟିକ ପ୍ରସ୍ତୁତି‌

• ଉଚ୍ଚ-ଶୁଦ୍ଧତା କ୍ୟାଡମିୟମ୍ ଇନଗଟ୍‌ଗୁଡ଼ିକୁ ଉଚ୍ଚ-ଶୁଦ୍ଧତା କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ କ୍ରୁସିବଲ୍‌ଗୁଡ଼ିକରେ ଲୋଡ୍ କରନ୍ତୁ, 340-360°C ତାପମାତ୍ରାରେ ଆର୍ଗନ୍ ତଳେ ତରଳି ଯାଆନ୍ତୁ। ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଚାପ ଦୂର କରିବା ପାଇଁ 800°C ତାପମାତ୍ରାରେ ପୂର୍ବରୁ ଆନିଲ୍ ହୋଇଥିବା <100>-ଆଧାରିତ ଏକକ-କ୍ରିଷ୍ଟାଲ୍ କାଡମିୟମ୍ ବିହନ (ବ୍ୟସାୟ 5-8 ମିମି) ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତୁ।

1. ‌ସ୍ଫଟିକ ଟାଣିବା ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକ‌

• ଟାଣିବା ଗତି: 1.0-1.5 ମିମି/ମିନିଟ୍ (ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ପର୍ଯ୍ୟାୟ), 0.3-0.5 ମିମି/ମିନିଟ୍ (ସ୍ଥିର-ଅବସ୍ଥା ବୃଦ୍ଧି);
• କ୍ରୁସିବଲ୍ ଘୂର୍ଣ୍ଣନ: 5-10 rpm (ପ୍ରତି-ଘୂର୍ଣ୍ଣନ);
• ତାପମାତ୍ରା କ୍ରମାଗତତା: 2-5°C/ମିମି; କଠିନ-ତରଳ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ତାପମାତ୍ରା ପରିବର୍ତ୍ତନ ≤±0.5°C‌

1. ‌ଦୋଷ ଦମନ କୌଶଳ‌

• ‌ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ର ସହାୟତା‌: ତରଳିଥିବା ଅଶାନ୍ତିକୁ ଦମନ କରିବା ଏବଂ ଅଶୁଦ୍ଧତା ଷ୍ଟ୍ରାଇଏସନ୍ ହ୍ରାସ କରିବା ପାଇଁ 0.2-0.5 T ଅକ୍ଷୀୟ ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ର ପ୍ରୟୋଗ କରନ୍ତୁ;
• ‌ନିୟନ୍ତ୍ରିତ କୁଲିଂ‌: ବୃଦ୍ଧି ପରବର୍ତ୍ତୀ ଶୀତଳତା ହାର 10-20°C/ଘଣ୍ଟା ତାପଜ ଚାପ ଯୋଗୁଁ ସୃଷ୍ଟ ସ୍ଥାନଚ୍ୟୁତି ତ୍ରୁଟିକୁ ହ୍ରାସ କରେ।

VI. ପରବର୍ତ୍ତୀ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ ଏବଂ ଗୁଣବତ୍ତା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ

1. ‌ସ୍ଫଟିକ ମେସିନିଂ‌

• ‌କଟିଂ‌: ହୀରା ତାର କରତ ବ୍ୟବହାର କରି 0.5-1.0 ମିମି ୱେଫରକୁ 20-30 ମିଟର/ସେକେଣ୍ଡ ତାର ବେଗରେ କାଟି ଦିଅନ୍ତୁ;
• ‌ପଲିସିଂ‌: ନାଇଟ୍ରିକ୍ ଏସିଡ୍-ଇଥାନଲ୍ ମିଶ୍ରଣ (1:5 ଭଲ୍ୟୁମ୍ ଅନୁପାତ) ସହିତ ରାସାୟନିକ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ପଲିସିଂ (CMP), ପୃଷ୍ଠର ରୁକ୍ଷତା Ra ≤0.5 nm ହାସଲ କରିବା।

1. ‌ଗୁଣବତ୍ତା ମାନକ‌

• ‌ପବିତ୍ରତା‌: GDMS (ଗ୍ଲୋ ଡିସଚାର୍ଜ ମାସ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋମେଟ୍ରି) Fe, Cu, Pb ≤0.1 ppm ନିଶ୍ଚିତ କରେ;
• ‌ପ୍ରତିରୋଧକତା‌: ≤5×10⁻⁸ Ω·ମି (ଶୁଦ୍ଧତା ≥99.9999%);
• ‌ସ୍ଫଟିକାଲୋଗ୍ରାଫିକ୍ ଦିଗନିର୍ଦ୍ଦେଶ‌: ବିଚ୍ୟୁତି <0.5°; ସ୍ଥାନଚ୍ୟୁତି ଘନତା ≤10³/ସେମି²

VII. ପ୍ରକ୍ରିୟା ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍ ଦିଗନିର୍ଦ୍ଦେଶ

1. ‌ଲକ୍ଷ୍ୟଭେଦିତ ଅପରିଷ୍କାରତା ଦୂରୀକରଣ‌

• 6N-ଗ୍ରେଡ୍ ଶୁଦ୍ଧତା (99.9999%) ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ ମଲ୍ଟି-ଷ୍ଟେଜ୍ ଜୋନ୍ ରିଫାଇନିଂ ସହିତ ମିଶ୍ରିତ Cu, Fe, ଇତ୍ୟାଦିର ଚୟନାତ୍ମକ ଶୋଷଣ ପାଇଁ ଆୟନ-ବିନିମୟ ରେଜିନ୍ ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତୁ‌

1. ‌ସ୍ୱୟଂଚାଳିତ ଅପଗ୍ରେଡ୍‌

• AI ଆଲଗୋରିଦମଗୁଡ଼ିକ ଟାଣିବା ଗତି, ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରାଡିଏଣ୍ଟ ଇତ୍ୟାଦିକୁ ଗତିଶୀଳ ଭାବରେ ସଜାଡ଼ିଥାଏ, ଯାହା ଫଳରେ ଉତ୍ପାଦନ 85% ରୁ 93% କୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଥାଏ;
• କ୍ରୁସିବଲ୍ ଆକାରକୁ 36 ଇଞ୍ଚ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ବୃଦ୍ଧି କରନ୍ତୁ, 2800 କିଲୋଗ୍ରାମର ଏକକ-ବ୍ୟାଚ୍ ଫିଡଷ୍ଟକ୍ ସକ୍ଷମ କରନ୍ତୁ, ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହାରକୁ 80 kWh/kg କୁ ହ୍ରାସ କରନ୍ତୁ।

1. ‌ସ୍ଥାୟୀତ୍ୱ ଏବଂ ସମ୍ବଳ ପୁନରୁଦ୍ଧାର‌

• ଆୟନ ବିନିମୟ ମାଧ୍ୟମରେ ଏସିଡ୍ ଧୋଇବା ଅପଚୟକୁ ପୁନଃଉତ୍ପନ୍ନ କରନ୍ତୁ (Cd ପୁନରୁଦ୍ଧାର ≥99.5%);
• ସକ୍ରିୟ କାର୍ବନ ଶୋଷଣ + କ୍ଷାରୀୟ ସ୍କ୍ରବିଂ (ସିଡି ବାଷ୍ପ ପୁନରୁଦ୍ଧାର ≥98%) ସହିତ ନିଷ୍କାସନ ଗ୍ୟାସଗୁଡ଼ିକୁ ଚିକିତ୍ସା କରନ୍ତୁ‌

ସାରାଂଶ

କ୍ୟାଡମିୟମ୍ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ଏବଂ ବିଶୋଧନ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଜଳଧାରା ବିଜ୍ଞାନ, ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ଭୌତିକ ବିଶୋଧନ ଏବଂ ସଠିକ୍ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାକୁ ଏକୀକୃତ କରିଥାଏ। ଏସିଡ୍ ଲିଚିଂ, ଜୋନ୍ ବିଶୋଧନ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲିସିସ୍, ଭାକ୍ୟୁମ୍ ଡିଷ୍ଟିଲେସନ୍ ଏବଂ ଜୋକ୍ରାଲ୍ସ୍କି ଅଭିବୃଦ୍ଧି ମାଧ୍ୟମରେ - ସ୍ୱୟଂଚାଳିତ ଏବଂ ପରିବେଶ ଅନୁକୂଳ ଅଭ୍ୟାସ ସହିତ - ଏହା 6N-ଗ୍ରେଡ୍ ଅଲ୍ଟ୍ରା-ହାଇ-ପ୍ୟୁରିଟି କ୍ୟାଡମିୟମ୍ ସିଙ୍ଗଲ୍ ସ୍ଫଟିକର ସ୍ଥିର ଉତ୍ପାଦନକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ। ଏଗୁଡ଼ିକ ପରମାଣୁ ଡିଟେକ୍ଟର, ଫଟୋଭୋଲ୍ଟିକ୍ ସାମଗ୍ରୀ ଏବଂ ଉନ୍ନତ ଅର୍ଦ୍ଧଚାଳକ ଉପକରଣର ଚାହିଦା ପୂରଣ କରିଥାଏ। ଭବିଷ୍ୟତର ଉନ୍ନତି ବଡ଼ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି, ଲକ୍ଷ୍ୟଭେଦ ଅଶୁଦ୍ଧତା ପୃଥକୀକରଣ ଏବଂ କମ୍ କାର୍ବନ ଉତ୍ପାଦନ ଉପରେ ଧ୍ୟାନ ଦେବ।