Con el rápido desarrollo de la industria fotovoltaica y el sector de los semiconductores, la demanda de materiales de silicio de alta-pureza está aumentando. La tecnología de clasificación por color, con sus capacidades de separación de alta-precisión y alta-eficiencia, se está convirtiendo silenciosamente en un eslabón crítico en la mejora de la calidad de los materiales de silicio. En la extracción y procesamiento de sílice (arena de cuarzo, mineral de silicio, guijarros, depósitos de cuarzo tipo pegmatita-, etc.), el avance de la tecnología de clasificación afecta directamente la pureza y el valor económico de los productos. Los métodos tradicionales de clasificación manual y detección mecánica no solo son ineficientes sino que tampoco cumplen con los estrictos requisitos de industrias como la fotovoltaica y la electrónica para la sílice de alta-pureza.
La arena de cuarzo posee propiedades físicas y químicas únicas, lo que la hace adecuada para la fabricación de vidrio, materiales refractarios, fundición de ferrosilicio, fundentes metalúrgicos, cerámicas y materiales de molienda. En la industria de la construcción, su fuerte resistencia a los ácidos y a la corrosión de los medios se utiliza para producir hormigón y mortero -resistentes a los ácidos. Como materia prima fundamental para la producción de silicio, la arena de cuarzo desempeña un papel crucial en la fabricación de materiales-a base de silicio.
Actualmente, la purificación de arena de cuarzo se logra principalmente mediante métodos de separación magnética y flotación. Sin embargo, tras estos procesos quedan numerosas impurezas y, aparte de la clasificación manual, no existe ningún método eficaz para eliminarlas. Según la diferencia de color entre la arena de cuarzo pura y las impurezas, se pueden utilizar máquinas clasificadoras de color fotoeléctricas para la separación. Estas máquinas presentan métodos de detección simples, velocidades de clasificación rápidas, alta integración del sistema y bajos costos.
La tecnología de selección de color optoelectrónica se refiere al uso de lentes de reconocimiento especiales para capturar señales de elementos de imagen de superficie de materiales, recopilar señales de transmitancia de materiales o medir la humedad del material y otra información de los componentes utilizando métodos infrarrojos, ultravioleta y otros. Es procesada por un procesador para lograr la conversión de la señal fotoeléctrica y comparada con señales estándar para analizar la calidad de los materiales. Luego, se utilizan actuadores para eliminar materiales inferiores. Es una tecnología integral de alta-tecnología que integra luz, electricidad, gas y maquinaria.
El costo de la clasificación manual está aumentando y la diferencia de valor entre la arena de cuarzo de alta-pureza y la arena de cuarzo de baja pureza es muy grande. Ya sea desde una perspectiva económica o ecológica, la aplicación de máquinas clasificadoras de colores fotoeléctricas es extremadamente ventajosa y eficaz. Por lo tanto, el estudio de la tecnología de selección del color de la arena de cuarzo tiene una gran importancia.
El clasificador de color se compone principalmente de un sistema de alimentación, un sistema de detección óptica, un sistema de procesamiento de señales y un sistema de ejecución de separación. Su principio de funcionamiento es un equipo de alta-tecnología que utiliza tecnología de detección óptica para clasificar automáticamente partículas de diferentes colores en materiales granulares en función de las diferencias en sus características ópticas.
① El material ingresa a la máquina desde la tolva superior y, a través de la vibración del alimentador vibratorio, el material seleccionado cae por el conducto.
② El material pasa a través del vibrador en el extremo superior del conducto y acelera por el conducto hacia la caja de clasificación.
③ Después de ingresar al cuadro de clasificación, pasa entre el sensor de procesamiento de imágenes CCD y el dispositivo de fondo. Bajo la acción de la fuente de luz, el CCD recibe la señal de luz sintetizada del material seleccionado, lo que hace que el sistema genere una señal de salida, que se amplifica y procesa antes de transmitirse al sistema de procesamiento FPGA+ARM. Luego, el sistema de control envía instrucciones para hacer funcionar la válvula solenoide de pulverización, y la válvula de pulverización sopla las partículas de diferentes colores al tanque defectuoso de la tolva de descarga y fluye.
④ Los materiales seleccionados continúan cayendo en el tanque de producto terminado de la tolva receptora y fluyendo hacia afuera, logrando así el propósito de selección.
Las barreras técnicas en la industria de clasificadores de color son relativamente altas, lo que se refleja principalmente en la demanda de tecnologías multidisciplinarias como imágenes optoelectrónicas, tecnología de sensores de alta-velocidad, procesamiento de imágenes y algoritmos informáticos. Esto significa que las empresas necesitan invertir continuamente en recursos de investigación y desarrollo para ganar competitividad en el mercado.
En el futuro, las máquinas clasificadoras de color serán más inteligentes y automatizadas, con la capacidad de aprender automáticamente e identificar con precisión las características de los materiales. Para satisfacer las necesidades cada vez más diversas de los clientes, los fabricantes han lanzado productos personalizados y proporcionado soluciones a medida. Mientras tanto, el desarrollo ecológico y respetuoso con el medio ambiente de las máquinas clasificadoras por color también es una dirección importante para la industria.