[发明专利]一种基于VAD或OVD工艺固废为原料的光纤预制棒的制造方法

说明书

本发明涉及一种基于VAD或OVD工艺固废为原料的光纤预制棒的制造方法，属于光纤预制棒制造方法技术领域。所述制造方法如下：从上至下同轴设置靶棒、芯棒和石英板且固定连接，并放入石英管中；将VAD或OVD工艺尾气中收集的SiO₂颗导入1PVA溶液中搅拌均匀，通过烘干放入石英坩埚中研磨成粉，将上述颗粒倒入石英管中，盖上石英压板，并施加压力，干压成型制得坯体，将坯体放入设置在烧结炉中的石英反应管内，通过氧化、脱水和烧结的工艺制成满足光纤预制棒标准要求。一种基于VAD或OVD工艺固废为原料的光纤预制棒的制造方法，以VAD或OVD工艺尾气中的SiO₂颗粒为原料制造光纤预制棒，变废为宝，制造设备投入费用低，降低了光纤预制棒的制造成本，而且降低环境的污染。

技术领域

本发明涉及一种基于VAD或OVD工艺固废为原料的光纤预制棒的制造方法，属于光纤预制棒制造方法技术领域。

背景技术

随着目前，国内光纤预制棒行业发展迅猛，国内各大厂家纷纷扩大在光线预制棒领域的投资和生产规模。现在主流的预制棒制备技术为VAD+OVD技术。其原理都是建立在热泳原理基础上，即SiCl₄气体在氢氧焰中发生火焰水解反应生成SiO₂颗粒，这些颗粒在热泳效应作用下吸附在靶材上形成疏松体，经过脱水烧结之后便可以形成预制棒。但在生产过程中约有40％以上的SiO₂,颗粒未吸附到soot上，伴随着尾气被排出，这些颗粒直接排放到空气中会造成粉尘污染。因此需要把粉尘过滤下来，作为固废处理。

中国专利(CN104788014)公开了以高纯石英砂为原料的制备光纤预制棒方法。该专利提出在石英坩埚中放置芯棒，将高纯石英砂填充到石英坩埚中，经过熔制便可以制备光纤预制棒。但是该专利使用的高纯石英砂国内几乎没有，大多依赖进口，价格昂贵，生产成本较高。

收集OVD或VAD工艺中尾气的SiO₂颗粒作为原料制备光纤预制棒，变废为宝，具有巨大的技术和成本优势。OVD和VAD工艺尾气中SiO₂颗粒粒径较小，如果使用上述专利，在加料过程中，容易“结饼”，烧结后容易产生气泡，同时石英坩埚价格较高，烧结后界面处容易形成较大的应力，导致光纤强度变差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术，提供一种基于VAD或OVD工艺固废为原料的光纤预制棒的制造方法，回收VAD或OVD工艺尾气中的SiO₂颗粒，以此作为制备光纤预制棒的原料，变废为宝，降低光纤预制棒的生产成本和解决环境污染问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种基于VAD或OVD工艺固废为原料的光纤预制棒的制造方法，所述方法如下：

(1)芯层准备：从上至下同轴设置靶棒、芯棒和石英板，且三者顺次固定连接，并置入石英管中；所述靶棒为高纯石英材质，所述石英板与靶棒材质相同；

(2)造粒：将VAD或OVD工艺尾气中收集的SiO₂颗倒入PVA溶液中搅拌均匀，然后烘干后研磨成粉，形成被PVA包覆的SiO₂颗粒；

(3)干压成型：将步骤2制得的PVA包覆的SiO₂颗粒倒入步骤1的石英管中，PVA包覆的SiO₂颗粒的填充高度至少要没过芯棒一定量，然后盖上石英压板，通过对石英压板施加压力，干压成型制得坯体，坯体的高度与芯棒齐平，将坯体从石英管中取出；

(4)氧化分解PVA：将坯体送入烧结炉内煅烧，使PVA在高温下充分分解，在坯体内部留下很多气孔，形成疏松体的坯体；

(5)脱水：步骤4所得坯体继续在烧结炉内煅烧，去除SiO₂颗粒中的水分和表面吸附的羟基；

(6)烧结：将步骤5坯体在烧结炉内高温烧结成透明的光纤预制棒。