[發明專利]一種優質高純熔融石英塊的生產方法

在審

• 申請號: 201410703497.3
• 申請日: 2014-11-30
• 公開（公告）號: CN105621866A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 段世領;張平原;王應三;楊鵬程
• 申請（專利權）人: 新沂市百斯特石英科技有限公司
• 主分類號: C03B20/00
• 分類號: C03B20/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于天然石英精加工領域，尤其涉及一種以天然石英為原料工業化生產優質高純熔融石英塊的方法。

背景技術

地處江蘇省北部的新沂市和東海縣盛產一種礦產資源就是天然石英，其中的優質品為水晶，水晶占比很小，不足千分之一，其余大量的天然石英傳統的用途是用來生產普通玻璃，或使用傳統的大石碾將其直接碾成不同規格的天然石英砂，由于天然石英砂雜質含量高，某些性能存在缺陷，人們發現，將天然石英熔融后制取的熔融石英制品在各個方面較天然石英制品都有改進。熔融石英是二氧化硅的非晶態，生產時將天然石英在爐內高溫熔融，熔融溫度為1800℃-2000℃，熔融時間約12-18小時后成為熔融狀態，冷卻后成為固態熔融石英。熔融石英具有獨特的物理、化學特性，特別是其內在的分子鏈結構、晶體形狀和晶格變化規律較天然石英發生變化，使其具有的耐高溫、熱膨脹系數小、高度絕緣、耐腐蝕、壓電效應、諧振效應以及其獨特的光學特性，使得其在航空、航天、電子、機械以及當今飛速發展的IT產業中占有舉足輕重的地位，在這些高科技產品中發揮著越來越重要的作用。熔融石英亦可制造高檔玻璃、耐火材料、冶煉硅鐵、冶金熔劑、陶瓷、研磨材料、鑄造，石英產品還可在建筑中利用其有很強的抗酸性介質浸蝕能力，用來制取耐酸混凝土及耐酸砂漿。熔融石英的產品較多，如熔融石英塊、熔融石英砂、熔融硅微粉等，各類熔融石英作為硅原料的核心原料在硅原料的生產與供應中起著不可替代的重要基礎作用。熔融石英塊是生產熔融石英制品的中間原料，其外觀為白色或半透明塊狀，一般不直接使用，多以其為原料來生產各種熔融石英砂、熔融硅微粉，隨著熔融石英砂、熔融硅微粉制品不斷的使用于高科技領域，如太陽能光伏行業、集成電路的封裝、航空等領域，對熔融石英砂、熔融硅微粉的純度和性能提出了更高的要求，本發明產品是一種直接用于生產優質高純熔融石英砂、熔融硅微粉的原料，廠家只需使用本產品直接磨細即可。該方法以水洗機、天然石英石除皮機、破碎機、粉碎機、第一磁選機、第二磁選機、酸池、電弧爐為設備，以天然石英石為原料，通過水洗、除皮、破碎、粉碎、兩級磁選、酸浸、高溫熔融、破碎等工藝加工而成，該工藝流程的主要優點是：使用通用設備、工藝簡單、無有毒有害氣體和液體排放、可批量生產出高質量的優質高純熔融石英塊。

發明內容

本發明主要解決的問題是提供一種優質高純熔融石英塊的生產方法，該方法以天然石英石為原料來生產優質高純熔融石英塊，具有工藝簡單、操作方便、生產成本低、無有害氣體和液體排放、產品質量好等優點。

本發明可以通過以下技術方案來實現：

一種優質高純熔融石英塊的生產方法，其特征是由以下步驟構成：

（1）將天然石英石送入水洗機，利用高壓水將天然石英石外表面的泥土等雜質沖除后送入天然石英石除皮機，用機械的方法除去天然石英石的紅色或白色的外皮。

（2）將除皮后的天然石英石送入破碎機，破碎為10毫米-50毫米規格的石英塊，然后將其送入粉碎機，粉碎為1-2毫米規格的天然石英砂。

（3）將規格為1-2毫米的天然石英砂送入第一磁選機，利用磁選機內的磁場將含磁、含金屬的石英砂進行第一次分離去除，磁選時間為0.2-0.3小時，然后送入第二磁選機進行第二次磁選，將含磁、含金屬的石英砂進行第二次分離去除，磁選時間為0.2-0.3小時，得到不含磁的天然石英砂。

（4）將混酸池中加入稀鹽酸、稀硫酸、氫氟酸的混合酸，其重量配比為稀鹽酸：稀硫酸：氫氟酸=5-6:3-4:1，把不含磁的天然石英砂送入混酸池，混酸池中混合酸的數量以液面距沉在底部的石英砂上表面10厘米為準，攪拌后浸泡30-32小時，然后將酸池中經浸泡后的天然石英砂撈出送入水洗機用高壓水沖洗洗去石英砂顆粒表面的混酸，自然晾干后送入電弧爐。

（5）調電弧爐內溫度為1860℃-1880℃，熔化時間為11-12小時，得到高純的石英熔融體，熔化結束后停止向電弧爐供電，降溫至常溫冷卻后得到大塊的固體優質高純熔融石英，將其送入破碎機破碎成規格為20-50毫米的熔融石英塊。

本發明的進一步技術方案是：

步驟（3）所述的二級磁選時間均為0.25小時。

步驟（4）所述的混酸池為長方形，其長、寬、高為3米、2米、1米混酸的配比為稀鹽酸：稀硫酸：氫氟酸=5.5:3.5:1。

步驟（5）所述的電弧爐為三相電弧爐，電弧爐內熔融溫度為1870℃，熔化時間為11.5小時。