[发明专利]用于处理可倾倒的无机粉粒的方法和适合于执行所述方法的旋转管

说明书

本申请涉及一种用于处理可倾倒的无机粉粒的方法和一种适合于执行所述方法的旋转管。在已知的用于处理可倾倒的无机粉粒的方法中，使用加热旋转管，所述加热旋转管围绕旋转轴线旋转并且环绕处理腔室，通过分离元件，所述处理腔室被划分成多个处理区。所述粉粒在粉粒入口侧被供应给所述处理腔室并且在粉粒输送方向上输送至粉粒出口侧并在所述过程中暴露于处理气体。从这里开始，为了以低而有效地消耗处理气体的方式可靠和可再现地对旋转窑中的可倾倒的无机粉粒、尤其是SiOsubgt;2/subgt;粉粒进行热处理，提议通过围绕其纵向轴线旋转的气体歧管将用过的处理气体从处理腔室的反应区中抽吸出。

技术领域

本发明涉及一种用于在加热旋转管中处理可倾倒的无机粉粒的方法，所述加热旋转管围绕旋转轴线旋转并且环绕处理腔室，通过分离元件，所述处理腔室被划分成多个处理区，包括至少一个反应区，其中所述粉粒在粉粒入口侧被供应给所述处理腔室并且在粉粒输送方向上输送至粉粒出口侧并在所述过程中暴露于处理气体。

此外，本发明涉及一种用于处理可倾倒的无机粉粒的旋转管，所述管能围绕相对于水平线倾斜的旋转轴线旋转，并且所述管环绕用于容纳所述粉粒的处理腔室，通过分离元件，所述腔室被划分成多个处理区，包括至少一个反应区，并且包含用于将所述粉粒引入至所述处理腔室中的粉粒入口侧、和用于将所述粉粒从所述处理腔室排出的粉粒出口侧、和用于将处理气体引入至所述反应区中的气体入口、和用于将用过的处理气体从所述处理腔室去除的气体出口。

使用这类使用旋转窑的处理方法例如纯化尤其由SiO₂组成的非晶或晶体粉粒。

背景技术

SiO₂粉粒用作生产石英玻璃的原材料。在石英玻璃的许多应用中，例如作为用于制造半导体或用于光学装置的组件，对纯度有很高的要求，这些要求只能通过相当大的时间、材料和成本才会实现。

通过在高温下在氯化气氛下处理(热氯化)来去除例如铁、钛、碱金属和碱土金属等杂质。US 5,637,284 A中描述了一种这类方法，其通过在旋转窑中热氯化来持续纯化石英粉末。有待纯化的石英粉末被持续供应给由石英玻璃组成的斜置并且电加热的旋转管的入口侧，并且在旋转管中连续通过预加热腔室、反应腔室和气体解吸附腔室。对应的腔室通过可渗透的分离元件彼此分离，所述分离元件还用于混合石英粉末。在预加热腔室中，石英粉末被加热至大约800℃，然后在反应腔室中在大约1300℃的温度下将其用氯气与氯化氢的气体混合物处理。通过在旋转管的纵向轴线上延伸的气体喷枪，将所述气体混合物从出口侧引入至反应腔室中。气体混合物与石英粉末的杂质反应，形成气态金属氯化物。在解吸附腔室中抽吸出用过的气体混合物和气态反应产物。出于此目的，使用另一个气体喷枪，所述喷枪从出口侧突出至解吸附腔室中。

用于供应处理气体的固定喷枪在例如1200℃的高温下会变形。因此，在变化的点，处理气体与SiO₂粉粒接触，引起纯化结果的可再现性降低。由于末端在端面处敞开并且旋转管的横截面面积很大，所以窑在端面上放射大量的热。高温意味着在旋转管的热末端处不能使用密封的旋转接头。

在从WO 2010/037473 A1获知的在旋转窑中持续纯化SiO₂粉粒的方法中，例如叶片或螺柱等插入物被安装于旋转管内部，这些插入物用于输送和混合有待纯化的粉粒。

US 7,837,955B2描述了一种在旋转窑中持续纯化石英沙的方法，在所述方法中使竖直的分离板进入旋转窑，其中石英沙被引导通过分离壁的外缘与旋转管的内壁之间。在这种情况下，从一端将石英沙引入至旋转管中，并且从另一端将处理气体引入至所述管中。旋转管内的内部压力可能高于外部存在的压力(大气压)。

WO 88/03914 A1教示在含氦气和/或氢气的气氛中使用旋转窑减少非晶的多孔SiO₂粉末的BET表面。在一个方法中，将细SiO₂-烟尘与水混合，以便获得潮湿易碎的团块。将此团块转移至旋转窑中并在600℃的温度下压缩成具有0.1至3mm的粒度的粉末。