[发明专利]一种生产石英砣用高纯石英砂的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种高纯石英砂的制备工艺，特别是一种生产石英砣用高纯石英砂的制备工艺。

背景技术

目前，国内企业生产的石英砂用于生产石英砣不是太理想，生产石英砣的原材料质量要求非常苛刻，要求生产出的石英砣无气泡、无黑点、无析晶、无包裹物、无乳白度、无其他任何杂物。因为生产石英砣的原料高纯石英砂是洁白的，肉眼和仪器都看不出有杂质的，一旦生产石英砣的原料质量不好，经过高温生产出的石英砣就能显现出很多问题，造成大量产品报废，所以选择生产石英砣的原料非常重要。本发明专利生产出的高纯石英砂是生产石英砣的首选原材料，而该高纯石英砂和石英砣同样是用于太阳能光伏产业、半导体电子行业、光纤通讯、特种光源、石英器皿、光学镜片、航空航天及国防军工等高新技术领域的上游材料，是宇宙航天器的重要材料。它们支撑的产业达数万亿美元，该专利产品以前一直依赖进口，严重制约了我国相关高新技术产业的快速发展和技术提升。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种生产石英砣用高纯石英砂的制备工艺，采用该制备工艺生产高纯石英砂，以生产高质量的石英砣产品，来满足国内太阳能光伏产业、半导体电子行业、光纤通讯、特种光源、石英器皿、光学镜片、航空航天及国防军工等高新技术领域及其他高新技术行业发展的需要，打破高纯石英砂和高质量石英砣制品依赖进口的被动局面。

    本发明的一种生产石英砣用高纯石英砂的制备工艺，该制备工艺包括以下步骤：

（1）选矿：选取铝、铁、钙、镁、钛、镍、锰、铜、锂、钠、钾、硼元素含量总数在45ppm以下，二氧化硅含量在99.95%以上的石英原矿石；

（2）清洗、初级精选： 清洗石英原矿石并对干燥的石英矿石进行破碎，初级精选去除云母、长石、砂礓石、红隔石或黄水石等系列无用矿石或杂质；

（3）第一次化学处理并二级精选：将带有石英皮的石英块料放入容器内，用质量浓度为31%的盐酸浇于石英块料上处理，每10t石英块料用盐酸60-70kg，然后进行防水、保温，再用清水冲洗、出池、晾干，开始第二次精选；

（4）高温处理：将上述两步骤精选过的石英块料进行高温处理，温度控制在930-970度，处理时间为230-250分钟，出炉后立即投入到冷却水中进行冷爆处理并干燥；

（5）破碎、粉碎处理：将干燥后的石英块料破碎成1.5cm以下的小块料，再进行粉碎处理、振动过筛得80目-180目的石英砂；

(6) 磁选：采用磁选机进行磁选，剔除带有磁性的杂质废料；

（7）多元化学处理：将石英砂完全浸到8.8-10.6wt%的盐酸、3.8-4.9wt%的氢氟酸的混酸液中，温度15-30℃，时间50-70小时，再用水冲洗，然后用35：1000的碳酸钠水溶液浸泡2-3小时，过滤，用水冲洗；

（8）超声波、浮选处理：对多元化学处理后的石英砂超声处理1-2小时， 采用浮选处理剂对超声波处理后的石英砂进行浮选后清洗，每吨石英砂采用以下组分组成的浮选处理剂：0.5kg油酸、0.2kg棕榈酸、0.4kg煤油、0.2kg氟化氢、0.8kg异辛醇、0.2kg氨水，220-240kg纯水；

（9）高温氯化处理：采用质量浓度为50-70%的酒精液体浸渍石英砂，并通入氯气进行氯化处理1-2小时，清洗后离心脱水并干燥；

（10）脱羟处理：干燥后的石英砂置于1020-1030℃的脱羟炉内，通氮气进行脱羟处理3-4小时，取出、自然冷却；

（11）第二次磁选：冷却后的石英砂筛选出80目-180目的石英砂，再经磁选机磁选；

（12）色选：磁选过的石英砂进行色选，得合格的高纯石英砂。

步骤（2）中所述的破碎采用人工破碎或机械破碎，所述的二级精选是将未化学处理好的石英块料或杂质分拣出来；所述的保温时间为80-120小时。

步骤（3）中所述的的化学处理容器采用耐磨、耐酸容器，所述的防水、保温采用聚乙烯塑料布。

步骤（4）中所述的干燥采用自然晾干或烘烤箱烘烤。

步骤（5）中所述的破碎采用颚式破碎机，所述的粉碎采用高锰钢对辊机。

步骤（6）和步骤（11）中所述的磁选机为磁性在30000高丝以上的磁选机。

步骤（9）中所述的干燥采用830-850度的烘干炉内进行。