[發(fā)明專利]應(yīng)用于石英玻璃原料－高純石英砂生產(chǎn)中的提純方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810022528.3
• 申請(qǐng)日: 2008-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN101337767A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜建中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杜建中
• 主分類號(hào): C03C1/02
• 分類號(hào): C03C1/02;C03C6/04;C03B20/00;C01B33/12
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 韓曉斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提純方法，具體涉及應(yīng)用于石英玻璃原料-高純石英砂生產(chǎn)中的提純方法。

背景技術(shù)

石英玻璃是純石英成分的工業(yè)玻璃，以高純石英砂為唯一原料進(jìn)行高溫軟化和成型。石英玻璃是尖端科技和新興工業(yè)的基礎(chǔ)性材料，廣泛應(yīng)用于高級(jí)電光源、電子、半導(dǎo)體、通信、熱工儀表、實(shí)驗(yàn)室儀器、光學(xué)、化工、國防軍事、冶金、電氣等行業(yè)和領(lǐng)域，直接影響到國防科技和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，各大國均將高純石英砂列為重要的戰(zhàn)略物資。

石英玻璃工業(yè)對(duì)其原料高純石英砂的質(zhì)量要求主要包括所生產(chǎn)制品的氣泡氣線、純度和雜質(zhì)點(diǎn)三個(gè)方面，其中制品的氣泡氣線則是所有石英玻璃產(chǎn)品的大忌，也是高純石英砂生產(chǎn)中最難以控制的關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)。目前，我國用作石英玻璃原料的高純石英砂的生產(chǎn)，全部是選用高純度、低羥基、低氣液包裹體的原生脈石英為原料進(jìn)行加工，其工藝比較簡單，對(duì)原料礦石質(zhì)量的依賴性極大，可利用的礦石僅占原生脈石英資源總量的大約5％。大部分原生和次生脈石英資源(其中絕大多數(shù)純度達(dá)到要求)因?yàn)楹休^多的羥基和氣液包裹體，生產(chǎn)出來的石英玻璃制品氣泡氣線超標(biāo)，因而在現(xiàn)有的工藝條件下不能用來作為制備石英玻璃的原料。隨著石英玻璃市場(chǎng)需求的高速增長，能夠符合質(zhì)量要求的資源迅速減少，供不應(yīng)求加劇，價(jià)格不斷上漲。同時(shí)，目前在找礦、加工過程中，對(duì)于礦石在制品的氣泡氣線方面能否作為石英玻璃原料的判定非常困難，需要制成高純石英砂后再生產(chǎn)出石英玻璃制品才能初步判別，做一次連熔石英管的生產(chǎn)試驗(yàn)需要投料高純石英砂300公斤以上進(jìn)行連續(xù)十幾個(gè)小時(shí)的生產(chǎn)，一次試驗(yàn)的成本最少幾千元，而一次失敗的試驗(yàn)對(duì)連熔石英管等連續(xù)生產(chǎn)企業(yè)造成的損失可達(dá)上萬元，由于天然礦產(chǎn)資源質(zhì)量的不穩(wěn)定性和原料礦石中羥基、氣液包裹體含量檢測(cè)的復(fù)雜性，礦石質(zhì)量波動(dòng)而造成企業(yè)重大損失甚至破產(chǎn)的情況時(shí)有發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種應(yīng)用于石英玻璃原料--高純石英砂生產(chǎn)中的提純方法，通過該方法實(shí)現(xiàn)對(duì)石英玻璃制品關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)--氣泡氣線的有效控制，打破現(xiàn)有工藝對(duì)礦石質(zhì)量的高度依賴性，不但將原生脈石英資源在石英玻璃工業(yè)中的可利用率從5％左右提高到80％以上，還可以利用大量的次生脈石英資源生產(chǎn)石英玻璃。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：以普通原生脈石英或者脈石英次生的石英礫石(以下統(tǒng)稱脈石英)為原料，在傳統(tǒng)的石英砂生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上，增加對(duì)石英砂的高溫煅燒水淬，得高純石英砂。

本發(fā)明的應(yīng)用于石英玻璃原料-高純石英砂生產(chǎn)中的提純方法中，該提純方法包括以下步驟：首先，對(duì)石英礦石進(jìn)行傳統(tǒng)的粗破、人工分選、塊礦煅燒、破碎篩分得石英砂，或者人工分選后的塊礦不經(jīng)過煅燒而直接破碎得石英砂；其次，對(duì)石英砂進(jìn)行傳統(tǒng)的磁選、浮選、酸浸、清洗、烘干得純凈石英砂；然后，對(duì)純凈石英砂進(jìn)行高溫煅燒、水淬，即可得能夠生產(chǎn)石英玻璃制品的高純石英砂；高溫煅燒水淬后的高純石英砂再次進(jìn)行磁選、浮選、酸浸、清洗、烘干可得更高純度的高純石英砂。

本發(fā)明的應(yīng)用于石英玻璃原料-高純石英砂生產(chǎn)中的提純方法中，脈石英采用錘式破碎機(jī)、鄂式破碎機(jī)或人工破碎至5cm下；人工分選以肉眼能夠容易識(shí)別將非石英雜質(zhì)分揀丟棄；塊狀石英礦石的煅燒在電爐中900-1000℃條件下煅燒2-4小時(shí)，出爐后冷卻，采用對(duì)輥破碎機(jī)或球磨機(jī)破碎至0.3mm以下，篩分得石英砂；或者人工分選后的塊狀石英礦石也可以不經(jīng)過煅燒而直接破碎至0.3mm以下得石英砂。

本發(fā)明的應(yīng)用于石英玻璃原料-高純石英砂生產(chǎn)中的提純方法中，對(duì)純凈石英砂進(jìn)行高溫鍛燒、水淬，首先純凈石英砂在以石英玻璃管為物料流經(jīng)載體的連續(xù)式電爐中煅燒，煅燒溫度以石英砂的軟化溫度為上限，煅燒溫度為1000-1300℃，煅燒時(shí)間為20-40分鐘；然后高溫煅燒后從出料口落入水槽水淬，水淬時(shí)水槽中水溫80℃以下，。

本發(fā)明的應(yīng)用于石英玻璃原料-高純石英砂生產(chǎn)中的提純方法中，煅燒溫度為1000-1100℃，水淬時(shí)水槽中水溫50℃以下。

本發(fā)明的應(yīng)用于石英玻璃原料-高純石英砂生產(chǎn)中的提純方法中，如果礦石中羥基和氣液包裹體的含量高，或者某些石英玻璃制品對(duì)氣泡氣線指標(biāo)的要求高，通過二次以上高溫煅燒水淬來解決。

本發(fā)明的應(yīng)用于石英玻璃原料-高純石英砂生產(chǎn)中的提純方法中，如果對(duì)石英砂的純度要求高，通過二次以上高溫煅燒水淬及水淬后的再次磁選、浮選、酸浸和清洗來達(dá)到進(jìn)一步深度提純。