[发明专利]一种活性高纯结晶硅微粉的生产方法

说明书

本发明公开了一种活性高纯纳米级结晶硅微粉的生产方法，该产品属于属于天然石英石精加工领域；本发明是以浸泡池、晾晒场、破碎机、研磨机、纳米级超细磨、分级机、搅拌机为设备，以地产天然石英石、废盐酸、氢氟酸、水、硅烷偶联剂和氨水为原料来生产活性高纯纳米级结晶硅微粉；该方法具有使用通用设备、设备投资少、无污染、操作方便、可批量生产等优点，产品高纯超细杂质少、介电性能优异，热膨胀系数低，导热系数高，悬浮性能好，物理、化学性能稳定，光学性质独特，粒度分布可控，用途广泛。

技术领域：

本发明属于天然石英石精加工领域，尤其涉及一种以天然石英石为原料工业化生产活性高纯结晶硅微粉的方法。

背景技术：

硅微粉是以天然石英石或熔融石英石为原料，通过破碎、研磨、分级等一系列工艺加工而成，产品外观为白色粉末，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物质，其主要成分是SiO2，颜色为乳白色、无色半透明状，密度为2.65，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点1730℃，无结团，无杂色颗粒，由于其介电性能优异，热膨胀系数低，导热系数高，悬浮性能好，物理、化学性能稳定，光学性质独特，粒度分布可控，因而用途广泛。硅微粉种类繁多，主要有天然和熔融之分，对每种硅微粉都可以做成粒度不同的产品，粒度不同将给制作工艺带来不同的难度，粒度不同将使其使用范围和价格大大不同。本发明产品是一种活性高纯结晶硅微粉，本质上属于天然硅微粉，在制作上增加了除杂工艺和活性化工艺，使产品质量更高，使其各项性能更加优异，作为填料使用可提高固化产物的抗冲击强度、弹性模量、耐气候性、耐潮湿性，因其表面具有活性从而可与多种原材料混溶，能减少沉淀、分层、开裂现象，并能降低生产成本、提高经济效益，因而在橡胶制品中的用作天然橡胶、顺丁橡胶的填料，可提高硫化胶的硫化速度和增进粘性，对于提高制品的物性指标和降低生产成本均有很好作用；还可在仿皮革制作中作为填料；在塑料制品中作为聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯等制品的增强剂；在配制涂料中可取代沉淀硫酸钡、滑石粉，用于调合漆、底漆等的配制；在电器绝缘封装材料中用作电器产品环氧树脂绝缘封填料，因而用途广泛。本发明产品以天然石英石为原料，经过盐酸浸泡、清水浸泡、氢氟酸浸泡、清水浸泡、自然晾干、人工挑拣除杂、破碎、研磨、分级、活性化等一系列工艺加工而成。

发明内容：

本发明主要解决的问题是提供一种活性高纯结晶硅微粉的生产方法，该方法以浸泡池、晾晒场、破碎机、研磨机、分级机、搅拌机为设备，以地产天然石英石、废盐酸、氢氟酸、水、硅烷偶联剂和氨水为原料来生产高纯结晶硅微粉。

本发明采用的技术方案是：

（1）将天然石英石和废盐酸送入浸泡池，密封浸泡3-5天后，将池中废酸排出回收，灌入清水，对盐酸浸泡后的石英石浸泡1-2天除酸，除酸后将废水排出；

（2）向池中加入定量的废氢氟酸，对石英石浸泡2-3天，浸泡结束后的废氢氟酸排出回收；灌入清水，对氢氟酸浸泡后的石英石浸泡1-2天除酸，除酸后将废水排出，得到纯净的石英石；

（3）将纯净的石英石用输送机送入晾晒场自然晾干去除水分，用人工挑拣的方法将颜色发黄发黑的石英石挑出，然后将合格的石英石其送入破碎机破碎，得到不同粒度的石英砂，将不同粒度的石英砂用输送机送入研磨机进行研磨，研磨时间为3.0-3.2小时后得到粒度不同的硅微粉；

（4）将粒度不同的硅微粉送入分级机分级，粒度不合格的产品排出回收，粒度合格的产品用输送机送入搅拌机，调搅拌机的转速为850-950转/分，搅拌时间以硅微粉自然升温至89-91℃为准，此时向搅拌机中加入硅微粉重量5%的硅烷偶联剂和氨水1:1的混合物，继续高速搅拌0.5-0.6小时，使硅烷偶联剂和氨水混合液与硅微粉充分混合，当温度达到130℃时，停止搅拌，让其自然降温至常温，得到成品。

本发明的进一步技术方案是：

所述的浸泡石英石使用的废盐酸浓度为10%。

所述的浸泡石英石使用的废氢氟酸的浓度为5%。