DE3000612A1 - HALOGENPHOSPHATE FLUORESCENT - Google Patents
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Halogenphosphat-LeuchtstoffHalogen phosphate phosphor
3 0 0 2 9/0 8 B3 0 0 2 9/0 8 B.
Die Erfindung betrifft Halogenphosphat-Leuchtstoffe, insbesondere Halogenphosphat-Leuchtstoffe zur Verwendung in fluoreszierenden Entladungslampen.The invention relates to halophosphate phosphors, particularly halophosphate phosphors for use in fluorescent discharge lamps.
Ein Halogenphosphat-Leuchtstoff emittiert bei Anregung durch UV-Licht sichtbares Licht. Das Emissionsspektrum des Leuchtstoffs ist breit verteilt, wobei sich die Farbe des Lichts beliebig zwischen warmem Weiß und bläulichem Yteiß steuern läßt. Ferner besitzt der Leuchtstoff einen hohen Emissionsgrad und ist preisgünstig herstellbar. Folglich ist die Verwendung von Halogenphosphat-Leuchtstoffen in fluoreszierenden Lampen weit verbreitet.A halogen phosphate phosphor emits visible light when excited by UV light. The emission spectrum of the phosphor is widely distributed, whereby the color of the light can be controlled anywhere between warm white and bluish Yteiss leaves. Furthermore, the phosphor has a high emissivity and can be manufactured inexpensively. Hence the Halophosphate phosphors are widely used in fluorescent lamps.
Einen Calciumhalogenphosphat-Leuchtstoff, bei dem es sich um einen typischen Halogenphosphat-Leuchtstoff handelt, erhält man in der Regel wie folgt: Zunächst werden in einer trocken oder naß arbeitenden Kugelmühle gegebene Mengen Calciumhydrogenphosphat (CaHPO^), Calciumcarbonat (CaCCU), Calciumfluorid (CaF2), Ammoniumchlorid (NH^Cl), Antimontrioxid (Sb2CU) und Mangancarbonat (MnCCU) gemischt, worauf das Gemisch unter Luftatmosphäre in einem mit einem Deckel versehenen Quarzschmelztiegel bei einer Temperatur von 1000° bis 12000C gebrannt wird. Hierbei erhält man einen durch Antimon und Mangan aktivierten Calciumhalogenphosphat-Leuchtstoff einer Kristallstruktur vom Apatit-Typ. Andererseits kann das Brennen auch unter Stickstoffatmosphäre in einem Quarzschmelztiegel ohne Deckel erfolgen. Der jeweils erhaltene Leuchtstoff wird mittels eines Mörsers grob zerkleinert und danach in einer Kugelmühle fein pulverisiert. Das hierbei erhaltene LeuchtstoffpulverA calcium halophosphate phosphor, which is a typical halophosphate phosphor, is usually obtained as follows: First, quantities of calcium hydrogen phosphate (CaHPO ^), calcium carbonate (CaCCU), calcium fluoride (CaF 2), ammonium chloride (NH ^ Cl), antimony trioxide (Sb 2 CU) and manganese carbonate (MnCCU) mixed is fired and the mixture in an air atmosphere in a vessel equipped with a lid quartz crucible at a temperature of 1000 ° to 1200 0 C. A calcium halophosphate phosphor with an apatite-type crystal structure activated by antimony and manganese is obtained. On the other hand, the firing can also take place under a nitrogen atmosphere in a quartz crucible without a lid. The phosphor obtained in each case is coarsely comminuted using a mortar and then finely pulverized in a ball mill. The phosphor powder thus obtained
030029/085?030029/085?
wird mittels eines Siebs einer Maschenweite von etwa 0,147 mm gesiebt, wobei man ein gebrauchsfertiges Leuchtstoffpulver erhält. Die Figur 1 stellt eine Mikrophotographie eines im Rahmen der geschilderten Maßnahmen erhaltenen Calciumhalogenphosphat-Leuchtstoffs dar.is sieved by means of a sieve with a mesh size of about 0.147 mm, a ready-to-use phosphor powder receives. FIG. 1 shows a photomicrograph of a calcium halophosphate phosphor obtained as part of the measures described represent.
Aus Figur 1 ergibt sich, daß die Leuchtstoffteilchen plattenförmig sind und eine rauhe Oberfläche aufweisen. Ein solcher Leuchtstoff läßt hinsichtlich seiner Durchlässigkeit für sichtbares Licht noch zu wünschen übrig. Darüber hinaus sei auch noch darauf hingewiesen, daß die Leuchtstärke des von dem Leuchtstoff emittierten Lichts während des Brennens bei der Herstellung einer den Leuchtstoff der Fig. 1 verwendenden fluoreszierenden Lampe deutlich sinkt. Im Rahmen der Herstellung einer fluoreszierenden Lampe wird zunächst eine Leuchtstoffsuspension zubereitet, indem Leuchtstoff teilchen in der Regel in einem organischen Bindemittel, das durch Auflösen von Nitrocellulose in Butylacetat erhalten wurde, oder in einem wäßrigen Bindemittel, das durch Auflösen eines wasserlöslichen hochmolekularen Materials in Wasser erhalten wurde, dispergiert werden. Die erhaltene Leuchtstoffsuspension wird dann auf die Innenfläche einer Glashülle aufgetragen, worauf das Ganze von selbst oder durch Erwärmen trocknen gelassen wird. Auf diese Weise entsteht ein Leuchtstoffilm. Danach wird der Leuchtstoffilm bei einer Temperatur unter dem Erweichungspunkt der Glashülle, in der Regel bei 500° bis 60O0C, gebrannt, um die bzw. das in dem Leuchtstoffilm enthaltene Nitrocellulose bzw. wasserlösliche hochmolekulare Material zu zersetzen und zu entfernen. Wie bereits darauf hingewiesen, verschlechtert sich beim Brennen die Lichtstärke des aus dem üblichen Leuchtstoff gemäß Figur 1 emittierten Lichts deutlich.It can be seen from FIG. 1 that the phosphor particles are plate-shaped and have a rough surface. Such a phosphor leaves something to be desired with regard to its permeability for visible light. In addition, it should also be pointed out that the luminosity of the light emitted by the luminescent material decreases markedly during the burning in the production of a fluorescent lamp using the luminescent material of FIG. 1. As part of the production of a fluorescent lamp, a phosphor suspension is first prepared by adding phosphor particles, usually in an organic binder obtained by dissolving nitrocellulose in butyl acetate, or in an aqueous binder obtained by dissolving a water-soluble high molecular weight material in water was to be dispersed. The phosphor suspension obtained is then applied to the inner surface of a glass envelope, whereupon the whole thing is left to dry by itself or by heating. In this way, a fluorescent film is created. Thereafter, the phosphor film is fired at a temperature below the softening point of the glass envelope, usually at 500 ° to 60O 0 C, in order to decompose and remove the nitrocellulose or water-soluble high molecular weight material contained in the phosphor film. As already pointed out, the light intensity of the light emitted from the usual phosphor according to FIG. 1 deteriorates significantly during burning.
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Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, einen Halogenphosphat-Leüchtstoff zu schaffen, der beim Brennen seine Lichtstärke nur in weit geringerem Maße verliert und eine hohe Ausgangslichtstärke, d.h. Lichtstärke des aus dem Leuchtstoff vor dem Brennen emittierten Lichts, besitzt.The invention was based on the object of providing a halophosphate fluorescent substance to create that loses its light intensity only to a much lesser extent when burning and one has high output luminous intensity, i.e. luminous intensity of the light emitted from the phosphor before burning.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Halogenphosphat-Leuchtstoff aus Halogenphosphat-Leuchtstoffteilchen, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens 80 Gew.-% der Leuchtstoffteilchen aus sphärischen Teilchen bestehen, die der Gleichung R = R1 < 1,5R, worin R und R1 für den geringsten bzw. größten Teilchendurchmesser stehen, genügen. The invention thus provides a halophosphate phosphor made from halophosphate phosphor particles, which is characterized in that at least 80% by weight of the phosphor particles consist of spherical particles which meet the equation R = R 1 <1.5R, where R and R 1 stand for the smallest or largest particle diameter, are sufficient.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:The invention is explained in more detail with reference to the drawings. Show in detail:
Fig. 1 eine Mikrophotographie eines üblichen Calciumhalogenphosphat-Leuchtstoffs; Fig. 1 is a photomicrograph of a common calcium halophosphate phosphor;
Fig. 2 eine Mikrophotographie eines erfindungsgemäßen CaI-ciumhalogenphosphat-Leuchtstoffs; und2 is a photomicrograph of a calcium halophosphate phosphor according to the invention; and
Fig. 3(A) bis 3(D) Modelle von Leuchtstoffteilchen, aus denen sich die erfindungsgemäße Definition der geringsten und größten Teilchendurchmesser R bzw. R1 ergibt.3 (A) to 3 (D) models of phosphor particles from which the definition according to the invention of the smallest and largest particle diameters R and R 1 results.
Die Lichtstärke des Lichts, das von einem durch Brennen der Ausgangsmaterialien und anschließendes Pulverisieren der gebrannten Masse hergestellten Leuchtstoff emittiert wird, wird im folgenden als "Ausgangslichtstärke" des Leuchtstoffs definiert. Bei der Herstellung einer fluo-The luminous intensity of the light produced by burning the raw materials and then pulverizing them the phosphor produced from the fired mass is hereinafter referred to as the "output light intensity" of the Phosphor defined. When making a fluo-
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reszierenden Lampe wird auf die Innenfläche einer Glashülle eine Leuchtstoffsuspension aufgetragen, worauf der gebildete Überzug zur Herstellung einer Leuchtstoffschicht gebrannt wird. Das Verhältnis der Lichtstärke des von dieser Leuchtstoffschicht emittierten Lichts zur Ausgangslichtstärke des Leuchtstoffs wird im folgenden als "Brenneigenschaft" des Leuchtstoffs definiert.A fluorescent lamp is applied to the inner surface of a glass envelope, whereupon the formed Coating is baked to produce a phosphor layer. The ratio of the luminous intensity of this Phosphor layer emitted light to the output light intensity of the phosphor is hereinafter defined as the "burning property" of the phosphor.
Es hat sich gezeigt, daß ein erfindungsgemäßer Halogenphosphat-Leuchtstoff einem üblichen Leuchtstoff 'sowohl in der Ausgangslichtstärke als auch in der Leuchtstoffbrenneigenschaft überlegen ist. Es ist bekannt, daß eine Verbesserung der Brenneigenschaft um 1% zu einer 1?6igen Erhöhung des von einer fluoreszierenden Lampe emittierten Gesamtlichtstroms führt.It has been shown that a halophosphate phosphor according to the invention a common phosphor 'both in output light intensity and in fluorescent burning property is superior. It is known that a 1% improvement in burning property results in a 1–6 increase of the total luminous flux emitted by a fluorescent lamp.
Bei einem bevorzugten Herstellungsverfahren für einen erfindungsgemäßen Halogenphosphat-Leuchtstoff werden CaI-ciumhydrogenphosphatteilchen (CaHPO^) zur Herstellung sphärischer Halogenphosphat-Leuchtstoffteilchen vor dem Brennen mit einem Flußmittel, z.B. Antimontrichlorid (SbCl,) oder Antimonoxychlorid (SbAOcCl2) beschichtet. Damit der Leuchtstoff eine akzeptable Ausgangslichtstärke und eine ausreichende Brenneigenschaft erhält, sollten die Leuchtstoffteilchen eine gegebene Menge kugelförmiger bzw. sphärischer Teilchen, die der Beziehung bzw. Gleichung R = R1 <1,5R genügen, enthalten. Damit der Leuchtstoff die gewünschte gute Ausgangslichtstärke und Brenneigenschaft auch zuverlässig erhält, sollte diese gegebene Menge an vorhandenen sphärischen Teilchen mindestens 80 Gew.-% betragen.In a preferred manufacturing process for a halophosphate phosphor according to the invention, calcium hydrogen phosphate particles (CaHPO ^) are coated with a flux, for example antimony trichloride (SbCl,) or antimony oxychloride (SbAOcCl 2 ), before firing to produce spherical halophosphate phosphor particles. In order for the phosphor to have an acceptable output light intensity and sufficient burning property, the phosphor particles should contain a given amount of spherical particles which satisfy the relationship or equation R = R 1 <1.5R. Thus, the phosphor is given the desired good starting speed and focal property also reliable, this given amount of existing spherical particles should be at least 80 wt -.% Amount.
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Aus der Mikrophotographie (gemäß Figur 2) eines erfindungsgemäßen Halogenphosphat-Leuchtstoffs ergibt sich, daß die Leuchtstoffteilchen von kugelförmiger oder sphärischer Form sind. Es hat sich gezeigt, daß der in Figur 2 dargestellte Leuchtstoff dem in Figur 1 dargestellten Leuchtstoff in der Durchlässigkeit für sichtbares Licht und in der Kristallinität überlegen ist.From the photomicrograph (according to Figure 2) of a halophosphate phosphor according to the invention it can be seen that the Phosphor particles of spherical or spherical shape are. It has been shown that the phosphor shown in FIG. 2 corresponds to the phosphor shown in FIG visible light transmission and crystallinity is superior.
Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.The following examples and comparative examples are intended to illustrate the invention in more detail.
2,4 g Antimontrichlorid (SbCl,) werden in 0,5 1 reines Wasser eingetragen, worauf das wäßrige System zur Hydrolyse gerührt wird. Bei der Hydrolyse erhält man eine Suspension von Antimonoxychlorid (Sb^O5Cl2). Danach wird die Suspension mit 200 g Calciumhydrogenphosphat (CaHPO^) versetzt, worauf das Gemisch 20 min lang gerührt wird. Nach dem Zusatz von reinem Wasser wird das Gemisch filtriert, um das feste Material von dem Gemisch abzutrennen. Nun wird das feste Material bei einer Temperatur von 800C getrocknet und mit Hilfe eines Siebs einer Maschenweite von 0,147 mm gesiebt, wobei mit dem Fließmittel Antimonoxychlorid beschichtete Calciumhydrogenphosphatteilchen erhalten werden. Die erhaltenen Teilchen werden mit gegebenen Mengen Calciumcarbonat, Calciumfluorid, Ammoniumchlorid, Antimontrioxid und Mangancarbonat gemischt, worauf das Gemisch in üblicher bekannter Weise gebrannt und pulverisiert wird. Hierbei erhält man einen durch Antimon und Mangan aktivierten Calciumhalogenphosphat-Leuchtstoff. In der später folgenden Tabelle I finden sich2.4 g of antimony trichloride (SbCl,) are introduced into 0.5 l of pure water, whereupon the aqueous system is stirred for hydrolysis. The hydrolysis gives a suspension of antimony oxychloride (Sb ^ O 5 Cl 2 ). 200 g of calcium hydrogen phosphate (CaHPO ^) are then added to the suspension, whereupon the mixture is stirred for 20 minutes. After adding pure water, the mixture is filtered to separate the solid matter from the mixture. Now, the solid material is dried at a temperature of 80 0 C and sieved with a sieve of a mesh size of 0.147 mm, coated with the flux antimony oxychloride Calciumhydrogenphosphatteilchen be obtained. The obtained particles are mixed with given amounts of calcium carbonate, calcium fluoride, ammonium chloride, antimony trioxide and manganese carbonate, and the mixture is then burned and pulverized in a conventional manner. A calcium halophosphate phosphor activated by antimony and manganese is obtained. Table I which follows later contains
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Angaben über die Eigenschaften des erhaltenen Leuchtstoffs, Es hat sich gezeigt, daß der Leuchtstoff weißes Licht einer Farbtemperatur von 420O0K emittiert.Information on the properties of the obtained phosphor, it has been found that the phosphor emits white light of a color temperature of 420O 0 K.
Entsprechend Beispiel 1 wird ein Calciumhalogenphosphat-Leuchtstoff hergestellt, wobei jedoch bei der Zubereitung einer Suspension von Antimonoxychlorid 3,2 g Antimontrichlorid in 0,5 1 reines Wasser eingetragen werden. Die später folgende Tabelle I enthält Angaben über die Eigenschaften des erhaltenen Leuchtstoffs.In accordance with Example 1, a calcium halophosphate phosphor is used produced, however, in the preparation of a suspension of antimony oxychloride 3.2 g of antimony trichloride be entered in 0.5 l of pure water. Table I, which follows later, contains information on the properties of the phosphor obtained.
Entsprechend Beispiel 1 wird ein Calciumhalogenphosphat-Leuchtstoff hergestellt, wobei jedoch bei der Zubereitung einer Suspension von Antimonoxychlorid 4,0 g Antimontrichlorid in 0,5 1 reines Wasser eingetragen werden. Die später folgende Tabelle I enthält Angaben über die Eigenschaften des erhaltenen Leuchtstoffs.In accordance with Example 1, a calcium halophosphate phosphor is used produced, but when preparing a suspension of antimony oxychloride 4.0 g of antimony trichloride be entered in 0.5 l of pure water. Table I, which follows later, contains information on the properties of the phosphor obtained.
Entsprechend Beispiel 1 wird ein durch Antimon und Mangan aktivierter Calciumhalogenphosphat-Leuchtstoff hergestellt, wobei jedoch die beim Brennen verwendeten CaI-ciutnhydrogenphosphatteilchen nicht mit dem Antimonoxychlorid-Flußmittel beschichtet sind. Die später folgende Tabelle I enthält Angaben über die Eigenschaften des erhaltenen Leuchtstoffs. Es hat sich gezeigt, daß der Leuchtstoff weißes Licht einer Farbtemperatur von 42000K emittiert.A calcium halophosphate phosphor activated by antimony and manganese is produced in the same way as in Example 1, but the calcium halophosphate particles used during firing are not coated with the antimony oxychloride flux. Table I, which follows later, contains information on the properties of the phosphor obtained. It has been shown that the phosphor emits white light with a color temperature of 4200 ° K.
BADBATH
-3-3
Entsprechend Beispiel 1 wird ein Calciumhalogenphosphat-Leuchtstoff hergestellt, wobei jedoch bei der Zubereitung einer Suspension von Antimonoxychlorid 0,8 g Antimontrichlorid in 0,5 1 reines Wasser eingetragen werden« Die später folgende Tabelle I enthält Angaben über die Eigenschaften des erhaltenen Leuchtstoffs.In accordance with Example 1, a calcium halophosphate phosphor is used produced, but in the preparation of a suspension of antimony oxychloride 0.8 g of antimony trichloride in 0.5 l of pure water. The following Table I contains information on the properties of the phosphor obtained.
Entsprechend Beispiel 1 wird ein Calciumhalogenphosphat-Leuchtstoff hergestellt, wobei jedoch bei der Zubereitung einer Suspension von Antimonoxychlorid 1,6g Antimontrichlorid in 0,5 1 reines Wasser eingetragen werden. Die später folgende Tabelle I enthält Angaben über die Eigenschaften des erhaltenen Leuchtstoffs.In accordance with Example 1, a calcium halophosphate phosphor is used produced, but in the preparation of a suspension of antimony oxychloride 1.6 g of antimony trichloride be entered in 0.5 l of pure water. Table I, which follows later, contains information on the properties of the phosphor obtained.
schaften
in % Brandy
societies
in %
formParticle
shape
lichtstärke
in % Starting
light intensity
in %
förmigplates
shaped
spielComparison case
game
030029/0852030029/0852
BAD'ÖRiÖINAL·BAD'ÖRiÖINAL
- tr - - tr -
Bei dem Verhältnis R1/R in Tabelle I steht R' für den größten Durchmesser des Calciumhalogenphosphat-Leuchtstoffteilchens, R für den kleinsten Durchmesser des Leuchtstoffteilchens, der durch den Mittelpunkt des größten Durchmessers R1 verläuft. Die Figuren 3(A) bis 3(D) zeigen Modelle sphärischer Leuchtstoffteilchen, in die R1 und R eingezeichnet sind. Die Werte für das Verhältnis R1 /R in Tabelle I entsprechen dem Ergebnis tatsächlicher Messungen an 50 Leuchtstoffteilchen der Beispiele 1 bis 3 und der Vergleichsbeispiele 2 und 3·In the ratio R 1 / R in Table I, R 'stands for the largest diameter of the calcium halophosphate phosphor particle, R for the smallest diameter of the phosphor particle which passes through the center of the largest diameter R 1 . FIGS. 3 (A) to 3 (D) show models of spherical fluorescent particles in which R 1 and R are drawn. The values for the ratio R 1 / R in Table I correspond to the result of actual measurements on 50 phosphor particles of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 2 and 3.
Die Tabelle I zeigt, daß die Leuchtstoffe der Beispiele bis 3 den Leuchtstoffen der Vergleichsbeispiele 1 bis sowohl in der Ausgangslichtstärke als auch in der Leuchtstoff brenneigenschaft überlegen sind. Die Leuchtstoffteilchen des Vergleichsbeispiels 1 sind plattenförmig, da die Calciumhydrogenphosphatteilchen nicht mit dem Antimonoxychlorid-Flußmittel beschichtet sind.Table I shows that the phosphors of Examples to 3 to the phosphors of Comparative Examples 1 to are superior both in the output light intensity and in the fluorescent burning property. The fluorescent particles of Comparative Example 1 are plate-shaped because the calcium hydrogen phosphate particles are not fluxed with the antimony oxychloride are coated.
Die folgende Tabelle II enthält Angaben über die Ausgangslichtstärke und die Brenneigenschaft von Leuchtstoffgemischen aus den Leuchtstoffen des Beispiels 1 und Vergleichsbeispiels 2. Die folgende Tabelle III enthält Angaben über die Ausgangslichtstärke und Brenneigenschaft von Leuchtstoffgemischen aus den Leuchtstoffen des Beispiels 1 und Vergleichsbeispiels 1.The following table II contains information on the output light intensity and the burning property of phosphor mixtures made from the phosphors of Example 1 and Comparative Example 2. The following table III contains information on the initial light intensity and burning property of phosphor mixtures from the phosphors of Example 1 and Comparative Example 1.
03CQ.2 9/08 5 2 BAD ORIGINAL 03CQ.2 9/08 5 2 BAD ORIGINAL
-· y?r - - y? R -
schaften
in % Brandy
societies
in %
des Bei
spiels 1 in
Geyr.-% Fluorescent
of the case
play 1 in
Geyr .-%
Vergleichsbei
spiels 2 in
Gew.-%Fluorescent des
Comparison case
play 2 in
Wt%
Vergleichsbei
spiels 1 inFluorescent des
Comparison case
play 1 in
lichtstärke
in % Starting
light intensity
in %
lichtstärke
in % Starting
light intensity
in %
schaften
in % Brandy
societies
in %
des Bei
spiels 1 in
Gew.-?oFluorescent
of the case
play 1 in
Weight .-? O
Die Tabellen II und III zeigen, daß Leuchtstoffe mit mindestens 80 Gew.-°£ sphärischer Leuchtstoff teilchen, die der Gleichung R = R1 < 1,5R entsprechen, eine ausreichende Ausgangslichtstärke und Brenneigenschaft aufweiTables II and III show that phosphors with at least 80% by weight of spherical phosphor particles, which correspond to the equation R = R 1 < 1.5R, have sufficient output light intensity and burning properties
π ππ π
2 9/085-2 9 / 085-
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Die erfindungsgemäßen Halogenphosphat-Leuchtstoffe sind nicht auf Calciumhalogenphosphat-Leuchtstoffe beschränkt, es kann sich hierbei vielmehr auch um Halogenphosphat-Leuchtstoffe handeln, bei denen das Calcium teilweise durch Strontium, Magnesium, Barium, Zink oder Cäsium ersetzt ist.The halophosphate phosphors according to the invention are not limited to calcium halophosphate phosphors, Rather, they can also be halophosphate phosphors, some of which are calcium is replaced by strontium, magnesium, barium, zinc or cesium.
030029/0852030029/0852
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CN111172408A (en) * | 2020-01-20 | 2020-05-19 | 昆明瀚创科技有限公司 | Equipment for continuously and deeply purifying zinc sulfate solution to remove nickel, cobalt and germanium and control method |
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8131 | Rejection |