[發明專利]一種石英礦物粉料除雜系統及除雜工藝

有效

• 申請號: 202010927286.3
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112110637B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 沈建興;國洪臣;晁鑫;趙祥;劉世權
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學;臨沂昊泉硅業科技有限公司
• 主分類號: C03B20/00
• 分類號: C03B20/00;C01B33/12
• 代理公司: 濟南格源知識產權代理有限公司 37306
• 代理人: 韓洪淼

本發明屬于石英粉料生產技術領域，尤其涉及一種石英礦物粉料除雜系統及除雜工藝。本發明所述除雜系統包括依次連接的高溫爐、耐火通道、酸洗池、過濾機和干燥機，高溫爐內設置有送粉噴槍和火焰噴槍，高溫爐頂部設置有排氣通道，高溫爐底部出料口與耐火通道連接，耐火通道底部與酸洗池的進料口連接，酸洗池底部的卸料口與過濾機相連，過濾機底部的固體卸料口與干燥機相連。石英礦物粉料在該系統中經過高溫熔融、兩次急冷、酸洗、過濾、干燥工序，可實現除雜。

技術領域

本發明屬于石英粉料生產技術領域，尤其涉及一種石英礦物粉料除雜系統及除雜工藝。

背景技術

熔融石英可做為半導體多晶硅鑄錠用坩堝生產的原料及涂層材料，也可做為集成電路封裝二氧化硅微粉、有機材料的填充原料，還可通過進一步提純用做高純石英玻璃的原材料。常見的石英礦物原料的提純工藝過程包含高溫氯化、煅燒、酸洗、浮選、熔融等，通過是這些工藝過程的兩種或多種的結合使用，以實現石英礦物原料的除雜提純。由于石英礦物成礦差異大，其除雜提純度仍是高純石英行業的技術瓶頸。為此，首先需要選擇氣液包裹相及雜質含量低的水晶或石英礦原料；其次，要分析雜質相在礦物原料的存在形式及狀態。在此基礎上，針對性采用前述技術組合，以實現石英原料的高效、環保除雜。

發明內容

針對現有石英礦物粉料提純技術的不足，本發明提供一種石英礦物原料的除雜系統，并通過高溫噴燒、兩次急冷、酸洗相結合的工藝過程，以提高石英原料的純度。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種石英礦物粉料除雜系統，包括依次連接的高溫爐、耐火通道、酸洗池、過濾機和干燥機；所述高溫爐內設置有送粉噴槍和火焰噴槍，所述送粉噴槍位于火焰噴槍上方，所述高溫爐頂部設置有排氣通道，所述高溫爐底部出料口與耐火通道連接，所述耐火通道底部與酸洗池的進料口連接，所述酸洗池底部的卸料口與過濾機相連，所述過濾機底部的固體卸料口與干燥機相連。

作為優選，所述高溫爐內從上到下依次包括送粉區、火焰燃燒區和下料區，所述送粉區為頂部縮口的圓臺形，所述燃燒區為圓柱形，所述下料區為底部縮口的圓臺形。

作為優選，所述火焰燃燒區內徑不小于3米，所述火焰燃燒區的高度不小于1米，火焰燃燒區的高度及溫度可由火焰噴槍的位置、數量、燃料配比及供給量進行調整。

作為優選，所述送粉噴槍沿送粉區圓周方向傾斜向高溫爐中心布置；所述火焰噴槍向下傾斜布置，且與水平線之間的傾角不大于15度；所有送粉噴槍集合的最大噴粉直徑范圍不超出火焰區的圓周直徑范圍。

作為優選，所述高溫爐底部出料口與多個耐火通道連接，所述出料口與每個耐火通道之間均設置有耐火閘板，每個耐火通道底部均連接設有各自對應的酸洗池。通道為中空圓柱形，內表面光滑，有助減少粉體在其中的通行阻力；通道由氧化鋁磚或其它耐高溫材料構筑，也可直接采用商品氧化鋁管。通道內靠近高溫爐底部處，設置耐火閘板，以方便多個通道的選擇性、分時使用和關閉。

作為優選，根據產量大小，所述多個酸洗池可連接一套過濾機及干燥機，也可以每個酸洗池對應各自的過濾機及干燥機。

作為優選，所述耐火通道內表面光滑，所述耐火通道內向下傾斜設置有壓縮氣體噴槍，所述壓縮氣體噴槍沿所述耐火通道一周均勻設置，噴槍向此通道中噴出純凈壓縮空氣，對高溫爐落下的物料進行一次急冷，同時起到向酸洗池吹送物料的作用；此外，壓縮空氣流還起到氣封的作用，避免酸洗池中揮發的酸氣體進入管道及高溫爐中。

作為優選，所述酸洗池的池底設置有鼓泡攪拌裝置，所述鼓泡裝置包括插入池底的噴嘴，所述噴嘴通過管道與壓縮機連接，所述管道上設置有氣體閥門。酸洗池由耐酸材料構成，也可采用其它無機材料內加耐酸襯里構成；鼓泡攪拌裝置，可以加速和完善酸洗除雜過程。

本發明還公開了一種石英礦物粉料除雜工藝，該工藝利用上述所述的系統進行除雜，具體包括以下步驟：