[发明专利]一种低膨胀系数的耐高温石英棒的制备方法

说明书

本发明提供了一种低膨胀系数的耐高温石英棒的制备方法，通过对石英棒原料的工艺处理的改进，通过两次水洗，熔炼，再经过两次破碎，静电提纯，获得高纯度的石英砂，通过熔炼工艺的控制，最终获得低膨胀系数的耐高温石英棒，可以广泛应用于光纤，半导体，特种玻璃生产等行业。

技术领域

本发明涉及石英棒的生产领域，尤其涉及一种低膨胀系数的耐高温石英棒的制备方法。

技术背景

石英棒是一种用途广泛的工业产品，其原料主要是石英粉，高品质的石英粉才能够生产高品质的石英棒。石英粉是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的矿物，其主要矿物成分是石英，其主要化学成分是SiO2，石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，莫氏硬度7，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，密度为2.65，[1]堆积密度(20-200目为1.5)，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，在160℃以上时溶于NaOH、KOH水溶液，熔点1650℃。从矿山开采出的石英石经加工后，一般粒度在120目筛上的产品称石英砂。过120目筛的产品称为石英粉。

在显示器玻璃基板的制备中，需要能够耐受超高温度的石英棒作为窑炉中的窑衬，目前的石英棒在高温下的膨胀系数较大，经常有破裂的事故发生，急需一种低膨胀系数的耐高温石英棒。

发明内容

针对上述不足，本发明提供一种低膨胀系数的耐高温石英棒的制备方法，优化了石英粉原料的纯化步骤，并通过熔炼工艺的控制，最终获得低膨胀系数的耐高温石英棒。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种低膨胀系数的耐高温石英棒的制备方法,包括以下步骤：

(1)破碎，将块状石英矿石用磕石机破碎成粒径2-5cm的石英粒；

(2)碾压，将上述石英粒用碾压机碾压成粒径1cm以下的石英砂；

(3)一次水洗，将上述石英砂进行初步水洗，洗去灰尘，泥土等明显杂质后烘干；

(4)磁选除杂，将上一步的得到的石英砂使用磁选机在5000-10000高斯场强下磁选，除去磁性杂质；

(5)静电除杂，将上一步得到的石英砂投入静电分选机进行静电除杂，所述静电分选机的滚筒转速为150-300r/min，电压为0.5-1.5万伏特，每吨石英砂静电除杂周期1-2小时；

(6)超声清洗除杂，将上一步得到的石英砂投入利用具有超声波发生器的清洗槽对石英砂进行超声清洗，超声波频率为40～100Hz，超声波功率依据石英砂的量调整为500-1000W/m³；

(7)二次水洗，将上一步中经过超声清洗除杂的石英砂投入清水池中，并进行搅拌洗涤；

(8)烘干，将洗涤后的石英砂放入烘箱进行烘干，取出后冷却到室温；

(9)熔炼，将上一步中经过烘干的石英砂放入电炉高温熔炼，温度为2100～2500℃，时间为5-10h，熔炼后取出冷却至室温，形成熔融石英石；

(10)二次破碎，使用磕石机将上述熔融石英破碎至2-5cm的石英粒mm，然后使用碾压机进一步破碎成粒径为2mm以内的熔融石英砂；

(11)研磨，将上一步获得的熔融石英砂利用球磨机进行干式研磨，球磨罐内衬和磨球为氧化铝材质，球料比为1～2：1，采用直径为15、25、35、45mm的4种磨球进行重量级配，球磨时间为30～50min，球磨机转速为60～80r/min，得到熔融石英粉；

(12)二级静电提纯，将上一步得到的熔融石英粉投入静电分选机进行静电除杂，所述静电分选机的滚筒转速为50-100r/min，电压为0.2-0.5万伏特，每吨石英砂静电除杂周期0.5～1小时，收集产物；