[发明专利]一种用电熔氧化锆尾气制备高纯气相二氧化硅的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机新材料领域，具体涉及一种用电熔氧化锆尾气制备高纯气相二氧化硅的方法。

背景技术

目前普遍采用的陶瓷色料用电熔二氧化锆，是用锆英砂加还原剂在电弧炉高温作用下脱硅，再经压缩气体吹球形成。经粉碎设备将得到的电熔氧化锆空心球加工到一定的粒度范围，便可直接用于陶瓷色料。高纯度的锆英砂从1540℃开始缓慢分解，到1700℃分解加速，在1870℃时分解率达95%，分解产物是单斜ZrO₂和非晶质SiO₂,高温下虽然锆英石分解为ZrO₂和SiO₂,但冷却后仅有少量SiO₂挥发掉，未能实现分离。在实际操作中，用C将SiO₂还原为挥发性SiO，从而达到直接分离的目的。其尾气中含有大量挥发性的SiO，与空气立即被氧化成SiO₂，传统的生产工艺将这种二氧化硅烟尘简单处理后大部分直接排放到大气，造成相当严重的固体污染，或者采用高效袋式收尘装置进行回收部分硅微粉，由于其纯度低、白度差、粒度不稳定，只能用于一般的陶瓷及耐火浇注料行业。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明目的是提供一种用电熔氧化锆尾气制备高纯气相二氧化硅的方法。

本发明的技术方案是：一种用电熔氧化锆尾气制备高纯气相二氧化硅的方法，该方法依次包括以下步骤：

1）氧化，所述氧化步骤是将电熔氧化锆尾气与氧气含量为60~80%的净化气体混合充分反应，得到含气相二氧化硅的混合气体；

2）冷却，将含气相二氧化硅的混合气体冷却至220~280℃；

3）分离，将冷却后的含气相二氧化硅的混合气体进行分离，得到气相二氧化硅。

进一步，所述冷却步骤采用夹套水冷管进行冷却。

进一步，所述分离步骤使用旋风分离装置进行分离，袋式集尘器收集气相二氧化硅。

进一步，所述旋风分离装置的引风机变频控制在28-42Hz。

与现有技术相比，本发明利用电熔氧化锆尾气制备的气相二氧化硅粒度在0.1-1.0um之间、白度在92-96之间、纯度在98％以上。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种用电熔氧化锆尾气制备高纯气相二氧化硅的方法，该方法依次包括以下步骤：

1）氧化，所述氧化步骤是将电熔氧化锆尾气与氧气含量为60%的净化气体混合充分反应，得到含气相二氧化硅的混合气体；

2）冷却，采用夹套水冷管对含气相二氧化硅的混合气体进行冷却至220℃；

3）分离，使用旋风分离装置将冷却后的含气相二氧化硅的混合气体进行分离，袋式集尘器收集得到的气相二氧化硅。旋风分离装置的引风机变频控制在28Hz。

实施例2

一种用电熔氧化锆尾气制备高纯气相二氧化硅的方法，该方法依次包括以下步骤：

1）氧化，所述氧化步骤是将电熔氧化锆尾气与氧气含量为70%的净化气体混合充分反应，得到含气相二氧化硅的混合气体；

2）冷却，采用夹套水冷管对含气相二氧化硅的混合气体进行冷却至250℃；

3）分离，使用旋风分离装置将冷却后的含气相二氧化硅的混合气体进行分离，袋式集尘器收集得到的气相二氧化硅。旋风分离装置的引风机变频控制在35Hz。

实施例3

一种用电熔氧化锆尾气制备高纯气相二氧化硅的方法，该方法依次包括以下步骤：

1）氧化，所述氧化步骤是将电熔氧化锆尾气与氧气含量为80%的净化气体混合充分反应，得到含气相二氧化硅的混合气体；

2）冷却，采用夹套水冷管对含气相二氧化硅的混合气体进行冷却至280℃；

3）分离，使用旋风分离装置将冷却后的含气相二氧化硅的混合气体进行分离，袋式集尘器收集得到的气相二氧化硅。旋风分离装置的引风机变频控制在42Hz。