[發明專利]石英砂和石英粉的制備與提純工藝及其產品

無效

• 申請號: 201010284798.9
• 申請日: 2010-09-08
• 公開（公告）號: CN102070150A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 劉少云;劉俠
• 申請（專利權）人: 劉少云
• 主分類號: C01B33/12
• 分類號: C01B33/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種石英砂和石英粉的制備與提純工藝及其產品，具體地說是涉及高純石英砂和高純石英粉的生產與提純方法，以使其產品能用于多晶硅、單晶硅、光學玻璃、光纖光纜、軍工、電子、微電子、石英坩鍋、石英砣、石英棒及集成電路的封裝領域應用。?

背景技術

目前，石英砂和石英粉的生產和提純工藝普遍采用的是：原礦粗選→破碎→焙燒→水碎→干磨或濕磨→去鐵，制成10-325目的石英砂；或者是：石英原礦粗選→普通水洗→干磨或濕磨→機械去鐵→工業硫酸處理→機械的表面改性→干燥，制成10-800目的石英砂和石英粉；其生產和提純工藝簡單，對石英砂和石英粉內在包裹體雜質和表面雜質以及生產過程的污染雜質不能有效去除，而導致石英砂和石英粉的純度不高(石英砂的純度為99.5％-99.6％，石英粉的純度為99.1％-99.2％)，石英粉的細度也只有800目，在玻璃生產中易起泡，其至產生水紋，在鑄造填料應用中，也易起泡，影響產品質量，更無法在多晶硅、單晶硅、電子坩鍋、光纖光纜、軍工、精細化工和微電子領域中應用。?

CN1413169A公開了一種“二氧化硅粒子、合成石英粉、合成石英玻璃的合成方法”，其目的是提供以高純度可以高效地得到硅醇基含量極少的合成石英玻璃的制造方法；其方法是通過對含水硅膠進行凍結、解凍、除去解離子水的水份使含水硅膠脫水，得到二氧化硅粒子，再通過對得的二氧化硅粒子進行洗滌、焙燒制成石英玻璃粉末，使水玻璃脫堿，添加氧化劑和酸，通過氬型陽離子交換樹脂，使該二氧化硅水溶液凝膠化，再經洗滌、焙燒制造合成石英粉；其不足是，脫水方法難以達到一定含水標準的要求，部份石英粉易被凍結液粘差，含水率晶，未經去離子水洗，石英粉表面的化學藥液對設備有腐蝕作用，影響了設備的使用壽命，沒有經過水碎，石英粉中的氣泡和包裹體雜質難除，以及表面附著的化學藥液未除凈，嚴影響了純度要求，且高污染、高腐蝕、高成本。?

發明內容

本發明目的是在提供一種高純石英砂和高純石英粉的生產工藝及?提純方法，從而使石英砂和石英粉由于純度不高，長期以來在生產應用中易產生水紋和起泡，嚴重影響產品質量的難題，解決該領域的技術瓶頸。并且擴大其應用領域，滿足了多晶硅，單晶硅，光學玻璃，光纖光纜，軍工，電子、微電子、石英坩堝、石英砣，石英棒及集成高速電路的封裝等相關高新技術產品的生產要求。?

為了實現上述目的，本發明的石英砂制備與提純工藝是：將脈石英原礦→粗選破碎→焙燒水碎→磨礦分級→高梯度磁選→藥劑絡合反應→浮選→靜電選→去離子水洗→干燥→產品；?

粗選：是將各類石英原礦中的粗大雜質和明顯的雜物去除；?

破碎：是采用專業破碎機將石英原礦破碎至粒徑為0.5-1cm的顆粒；?

焙燒：是指采用專業焙燒窯爐，將脈石英粒徑為0.5-1cm的顆粒置于窯爐中焙燒，在700℃-800℃溫度下焙燒3-4小時；?

水碎：是將高溫焙燒后石英顆粒置于含氫氧化鈉的水溶液中，使高溫焙燒后的石英顆粒在含氫氧化鈉的水溶液內，通過冷卻，實現爆裂，去除石英礦內部的汽泡、水紋和包裹體內雜質，水紋自然裂開；?

磨礦分級：將水碎后的脈石英顆粒在磨機中研磨，通過分級得到100-320目石英砂和800-5000目石英粉；?

高梯度磁選：是指采用磁強為50-15000高斯的磁選設備，將100-320目石英砂根據脈石英與雜質礦物的磁性差異進行物理除雜，有效去除鐵礦、太鐵礦類似強磁性和弱磁性礦物；?

藥劑絡合反應：將經過高梯度磁選的石英砂置于溫控反應釜中，按比例加入草酸、檸檬酸和水，在60℃--90℃的恒溫條件下反應3-8小時，以去除石英砂中有害的微量金屬和非金屬雜質；?

浮選：將經藥劑絡合反應后的化學藥劑和比重小于1的雜質去除；?

靜電選：將100-320目石英砂在15-25千伏的靜電選礦機內進行選礦，這是根據石英與雜質礦物的電性能指標差異進行物理去雜，去除物料中的非金屬礦、長石類和云母類雜質；?

去離子水洗：進一步將殘余的化學藥劑和石英砂表面雜質去除，降低石英砂的導電率，使pH值達到標準；?

干燥：將去離子水洗后的石英砂在靜化車間內，按去離子水與石英砂之比為10∶1的比例，再用去離子水選滌石英砂，然后將石英砂置于干燥機中，在120℃--300℃的條件下進行烘干，制成高純石英砂，即石英砂純度為99.99％-99.9998％；?