[發(fā)明專利]一種高溫去除高純石英砂中雜質(zhì)的裝置及方法

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• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN112919479A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟濤;季勇升;袁海燕
• 申請（專利權(quán)）人: 鎮(zhèn)江潤馳新材料科技有限公司
• 主分類號: C01B33/12
• 分類號: C01B33/12
• 代理公司: 鎮(zhèn)江至睿專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32529
• 代理人: 郭雨姍

一種高溫去除高純石英砂中雜質(zhì)的裝置及方法，屬于高純石英砂加工、提純領(lǐng)域。高溫去除高純石英砂中雜質(zhì)的裝置包括：容器，具有進(jìn)料口和排料口；火焰發(fā)生裝置，設(shè)于容器內(nèi)，并位于進(jìn)料口和排料口之間，火焰發(fā)生裝置用于發(fā)射火焰來燃燒自進(jìn)料口進(jìn)入的高純石英砂，以去除高純石英砂中的低熔點(diǎn)雜質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高溫去除高純石英砂中雜質(zhì)的裝置及方法，屬于高純石英砂加工、提純領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高純石英砂指SiO₂純度大于99.99％的石英砂，是生產(chǎn)高檔石英制品的原料，因其產(chǎn)品具有耐高溫、耐腐蝕、低熱膨脹性、高度絕緣性和透光性等優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，廣泛應(yīng)用于光纖通訊、太陽能光伏、航空航天、電子及半導(dǎo)體等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，戰(zhàn)略地位十分重要。

高純石英砂最初是由一、二級天然水晶加工得到，由于近二十年來市場需求不斷增長，天然水晶資源已逐漸枯竭，必須尋找可替代的原料。自上世紀(jì)70年代，發(fā)達(dá)國家開始探索用普通石英代替天然水晶制備高純石英砂。美國PPCC公司采用英國西北海岸Foxdale地區(qū)花崗巖加工高純石英，其產(chǎn)品SiO₂純度達(dá)到99.99％，到20世紀(jì)90年代，日本采用細(xì)粒偉晶巖為原料，在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上，采用電選、高溫氯化等工藝提純得到高檔石英玻璃用的石英砂，德國、俄羅斯則在脈石英、變質(zhì)石英巖中尋求高純石英，而美國尤尼明公司在北卡羅來納州SprucePine地區(qū)勘查到經(jīng)歷alleghanian綠片巖運(yùn)動(dòng)的石英礦床，并對這種獨(dú)特的礦體進(jìn)行開采，開發(fā)出IOTA-Std/4/6/8標(biāo)準(zhǔn)的一系列高純石英砂產(chǎn)品，目前，其產(chǎn)品SiO2純度由99.9992％向99.9994％發(fā)展，雜質(zhì)含量以十億分之一為單位計(jì)。目前，美國尤尼明公司哈里斯礦產(chǎn)出的IOTA系列超－高純石英砂產(chǎn)品在國際出口市場上占壟斷地位。

目前，我國還未完全掌握從天然巖石礦物中提純生產(chǎn)高純石英砂的核心技術(shù)，江蘇東海是我國高純石英砂的主要產(chǎn)地，但因該地水晶儲(chǔ)量有限，且質(zhì)量不穩(wěn)定，雖有相關(guān)科研院校與部分企業(yè)合作，但實(shí)際生產(chǎn)的高純石英砂只達(dá)到中低等級，一直未能完全滿足國內(nèi)下游產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展需求。

目前我們現(xiàn)有的高純石英砂提純方法按以下原則：1)礦源：純度較高，二氧化硅含量達(dá)到99％以上；2)粗加工：破碎，擦洗，重選，磁選，浮選，煅燒+水淬；3)深加工：酸浸，焙燒，高溫氯化等。但對于特定的石英礦源，以上常規(guī)的加工方法無法去除一些特定雜質(zhì)，此類雜質(zhì)一方面會(huì)造成純度達(dá)不到最高級別，另一方面，雖然在石英砂中無法肉眼識別，但在熔制成型的石英制品中出現(xiàn)熔融后的雜質(zhì)點(diǎn)，尤其是在電弧法石英坩堝中，更易呈現(xiàn)此種情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高溫去除高純石英砂中雜質(zhì)的裝置，以解決上述問題。

本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明實(shí)施例的一方面，提供一種高溫去除高純石英砂中雜質(zhì)的裝置，包括：

容器，具有進(jìn)料口和排料口；

火焰發(fā)生裝置，設(shè)于所述容器內(nèi)，并位于所述進(jìn)料口和所述排料口之間，所述火焰發(fā)生裝置用于發(fā)射火焰來燃燒自所述進(jìn)料口進(jìn)入的高純石英砂，以去除所述高純石英砂中的低熔點(diǎn)雜質(zhì)。

可選地，所述容器由耐高溫材質(zhì)制成。

可選地，所述容器由高純石英玻璃制成。

可選地，所述進(jìn)料口和所述排料口分別位于所述容器的頂部和底部。

可選地，所述火焰發(fā)生裝置包括氫氧焰燃燒器。

可選地，所述氫氧焰燃燒器的火焰壓力可調(diào)。

可選地，所述進(jìn)料口可控制所述高純石英砂的進(jìn)料速率。

可選地，所述低熔點(diǎn)雜質(zhì)包含有機(jī)物、含鐵礦物、云母和長石等鋁硅酸鹽礦物。

本發(fā)明還提供一種高溫去除高純石英砂中雜質(zhì)的方法，包含：