[发明专利]一种回收高纯二氧化硅的方法及装置

权利要求书

1.一种回收高纯二氧化硅的装置，其特征在于：包括排气机、排气管、洗涤塔、引风机、碱池、泵、混合池、处理池和过滤池；

排气机安装在多孔二氧化硅粉末棒沉积腔上部一侧，排气机进气口与多孔二氧化硅粉末棒沉积腔相连通，排气机出气口通过排气管与洗涤塔下部洗涤塔进气口相连通，洗涤塔内装有填料层，洗涤塔内顶部装有喷淋头，去离子水注入器一通过管道与喷淋头相连接，引风机进风口与洗涤塔上部的出气口相连，引风机出风口通过排气管道将被抽废气排入碱池，碱池内装有碱液，混合池内装有搅拌器一，混合池装有浓盐酸注入器和pH控制器一，通过ph控制器一控制浓盐酸注入器注入量，将浓盐酸添加入混合池，泵进水口通过管道与洗涤塔底部连通，泵出水口通过管道与混合池顶部相连；

混合池下部安装有处理池，处理池内装有阳极、阴极，阳极外部安装有高分隔膜，处理池内装有搅拌器二，混合池底部通过管道、控制阀一与处理池上部相连通，处理池装有去离子水注入器二；

处理池下部安装有过滤池，过滤池内装有过滤网，过滤池装有去离子水注入器三和pH控制器二，处理池底部通过管道、控制阀二与过滤池上部相连通。

2.根据权利要求1所述的一种回收高纯二氧化硅的装置，其特征在于：二氧化硅混合液排出口装有控制阀三，控制二氧化硅混合液排出。

3.根据权利要求1所述的一种回收高纯二氧化硅的装置，其特征在于：处理池底部设有二氧化硅混合液排出口。

4.一种回收高纯二氧化硅的方法，其特征在于：

将轴向气相沉积法VAD工艺制造光纤预制棒中多余二氧化硅粉末颗粒通过排气机、排气管从多孔二氧化硅粉末棒沉积腔上部抽走，进入洗涤塔内洗涤；

二氧化硅粉末进入洗涤塔内，洗涤塔内安装有填料层，顶部有去离子水注入器一，经过喷淋头逐层进入填料层，洗涤塔侧面顶部装有引风机，将多于废气引进入碱池内，被碱液吸收；二氧化硅粉末通过洗涤塔变为混合液沉积在塔底部，由泵抽到混合池中；

混合池内添加浓盐酸，使混合池内ph为1，盐酸与二氧化硅粉末中混入的二氧化锗和金属杂质反应，如反应式1、2，使二氧化锗和金属杂质成为离子；浓盐酸通过ph控制器一控制浓盐酸注入器进行添加，同时使用搅拌器一搅拌混合；当ph恒定不变为1时，表明金属杂质已反应完毕，停止添加浓盐酸和搅拌；当混合池中混合液沉淀稳定后，下层混合液由控制阀一控制进入处理池中，

反应式1       GeO₂+HCl→GeCl₄+H₂O

反应式2       Fe+HCl→FeCl₃+H₂O；

处理池由阳极、阴极、高分子隔膜、搅拌器二和去离子水注入器二组成；阳极安装在处理池体左侧，被高分子隔膜包围，搅拌器装在处理池内，处理池体右侧安装阴极，二氧化硅沉淀物覆盖在高分子隔膜和阴极之间，阳极由铂组成，周围被高分子隔膜包围，在电解过程中放电形成离子进入液体中，如反应式3，被高分子隔膜阻挡，不能进入二氧化硅混合液中，混合液中其他金属离子在阴极上被析出除去，如反应式4；通过去离子水注入器添加去离子水，使用搅拌器使得二氧化硅混合液不断被搅拌混合，能够充分被电解除去金属离子，

反应式3       Pt→Pt⁺+e^-

反应式4       Fe³⁺+e^-→Fe；

当阳极重量无减少时，说明金属离子已全部被除去，二氧化硅混合液由控制阀二控制进入过滤池，进行过滤水洗得到二氧化硅，过滤池由过滤网、ph控制器二、去离子水注入器三；二氧化硅混合液进入过滤池中，通过过滤网过滤得到二氧化硅，然后通过ph控制器二测量滤液ph至6.5～7.5，来控制去离子水注入器三注入一定量的去离子水量水洗二氧化硅；

通过过滤池得到的二氧化硅含有大量水，经过烘干处理后，可得到高纯二氧化硅。