[發明專利]一種高純石英砂制造系統及制造方法

在審

• 申請號: 202110658499.5
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113275121A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 李琴
• 申請（專利權）人: 四川敏田科技發展有限公司
• 主分類號: B03B9/00
• 分類號: B03B9/00;B07C5/342;B08B3/08;B08B3/12;B03C7/02
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本發明公開了一種高純石英砂制造系統及制造方法。本發明的高純石英砂制造系統，包括用于接收原始石英礦并將原始石英礦破碎成雜質粒和硅石粒的碎化裝置、用于接收所述雜質粒和硅石粒并以顏色篩選方式將所述雜質粒和硅石粒分離的篩選裝置以及用于接收初選硅石粒并通過超聲和電滲析方式將所述初選硅石粒在清洗液中進行凈化的凈化裝置，可完全剔除原始石英礦中的雜質粒，能夠將硅石粒內的磷及硼含量控制于1ppm以下，大幅提高所需硅石粒的純度。

技術領域

本發明涉及硅凈化提純相關技術領域，具體而言，涉及一種能產生高純度且含磷或硼量低的高純石英砂制造系統及制造方法。

背景技術

石英砂是高純硅晶提煉過程中必不可少的重要原料，在生產過程中，為了得到合適規格的石英砂，需要先將石英原料經由碎化制程粉碎成粉末態的石英砂備用。

然而碎化過程僅能得到約99.5％純度的二氧化硅，石英砂中的雜質含量仍然相對較高，而這些雜質在后續制程中難以去除，進而會造成制程的深度污染，降低所產出硅晶產品的純度。

高純石英砂一般是指SiO₂含量高于99.9％的石英微粉。石英砂的提純主要是除去其中少量或微量雜質，獲得高純石英砂。現有技術主要采用常規擦洗、磁選、浮選、酸浸等物理及化學手段對石英砂原料雜質礦相、表面元素雜質等進行去除，從而獲得一定純度的石英砂。然而上述方法所獲得的二氧化硅粒子中的雜質依然存在。

因為石英礦中存在大量的含有雜質的包裹體，其直徑在微米左右，在研磨粉碎過程中會有一部分包裹體被打開，但是二氧化硅粉體內部的包裹體仍然完整存在。那么生產高純石英砂關鍵之一就是解決石英石內含有大量氣液包裹體的難題。

因此，本領域亟需一種結構簡單、安全可靠、提純效果優異的高純石英砂制造系統及制造方法，為高純硅晶的生產提供保障。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高純石英砂制造系統及其制造方法，可完全剔除出原始石英礦中的雜質粒，能夠將硅石粒內的磷及硼含量控制于1ppm以下，大幅提高所需硅石粒的純度，為高純硅晶的生產提供保障。

本發明是這樣實現的：

本發明提供一種高純石英砂制造系統，包括：

碎化裝置，其用于接收原始石英礦，并將原始石英礦破碎成雜質粒和硅石粒；

篩選裝置，其用于接收所述雜質粒和硅石粒，所述篩選裝置以顏色篩選方式將所述雜質粒和硅石粒分離，并通過顏色篩選方式將所述硅石粒進行等級區分，以得到初選硅石粒；

凈化裝置，其用于接收所述初選硅石粒，并將所述初選硅石粒通過超聲和電滲析方式進行凈化，以得到所需硅石粒，得到高純石英砂。

在其中一個優選的方案中，所述篩選裝置包括基座、輸送道及辨識模組，所述基座具有容置空間，所述輸送道架設于所述容置空間內，所述輸送道具有輸入口、分離口及輸出口，所述輸入口及輸出口分別設于所述輸送道的兩端，所述分離口開設于所述輸入口與輸出口之間，所述辨識模組設于所述分離口兩側，所述雜質粒及所述硅石粒由所述輸入口進入輸送道，所述辨識模組通過顏色篩選方式，將所述初選硅石粒由所述分離口輸出，將所述雜質粒及剩余硅石粒由所述輸出口輸出。

在其中一個優選的方案中，所述辨識模組具有相互耦接的攝影單元、處理單元及分離單元，所述攝影單元能攝取經過所述分離口的所述雜質粒和硅石粒的影像，并產生監控影像，所述處理單元接收并分析所述監控影像，當所述處理單元判斷其中硅石粒屬于初選硅石粒，所述處理單元產生分離信號，所述分離單元接收所述分離信號并將所述初選硅石粒從所述分離口輸出。

在其中一個優選的方案中，所述清洗液體由水與有機溶劑混合而成，所述有機溶劑為含有羧酸根的羧酸類有機溶劑；所述清洗液體中，水的重量百分比為90％-99％，有機溶劑的重量百分比為0.1％-10％。