[发明专利]一种连熔高温热态法去除石英粉中杂质的工艺

说明书

本发明公开了一种连熔高温热态法去除石英粉中杂质的工艺，创新利用二级连熔装置，直接将石英粉体加入连熔炉内生产，并通过二级高温加热，将产生的气态杂质，通过加入氢气有效排出石英粉体内包含的各种金属杂质、非金属杂质、气体杂质的目的，替代了目前应用的流程多、除杂少、工艺繁多的严重缺陷，减少了生产环节，达到一次性处理杂质、一次性成型生产的最佳效果，总杂质含量达到≤10ppm，优于利用酸洗工艺处理杂质的现有技术，达到国内领先水平。

技术领域

本发明涉及一种连熔高温热态法去除石英粉中杂质的工艺。

背景技术

目前在石英玻璃行业，对高纯度石英粉体原料80-120目的生产，需要经过石英粉72小时酸洗、高温烘干、中高磁除铁、筛分80-120目、纯度检测等诸多复杂工艺，生产流程多、加工成本高、生产效率低下等缺陷，石英粉的处理一般要经过以下步骤：

1、石英原石经过机械破碎后，进行块料氢氟酸、盐酸浸泡96小时，以去除石英块料的表面杂质；

2、烘干并进行机械破碎、筛分至80-120目；

3、对80-120目石英粉进行氢氟酸、盐酸浸泡72小时；

4、烘干、中高磁除铁，进行多级去除石英粉金属杂质；

5、二次烘干，水分比1％；

6、石英粉杂质检测，总杂质含量≤30ppm；

这种操作方式具有以下缺点：

1、石英粉的处理要经过酸洗、盐酸浸泡72小时；

2、石英粉需要进行烘干、中高磁除铁，进行多级去除石英粉金属杂质；

3、石英粉需要二次烘干，去除水分比1％；

4、石英粉需要经过杂质检测，总杂质含量≤30ppm；

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中石英粉含有很多金属与非金属杂质，且在多次酸洗工艺中不能够完全去除，仍有部分残留杂质形成在石英晶格间而无法通过物理工艺置换出来的缺陷，提供一种连熔高温热态法去除石英粉中杂质的工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种连熔高温热态法去除石英粉中杂质的工艺，包括以下步骤：

S1、将石英粉加入到第一层连熔炉钨钼坩埚内，并将温度控制为石英粉处于非熔融状态下，通过连续通入氢气，使氢气渗透在石英粉晶格间，处于高温热态下的部分金属与非金属杂质，形成雾化状态逸出，并通过氢气排出；

S2、将S1中处于非熔融状态的石英粉加入第二层连熔炉钨钼坩埚内，进行高温熔融,在高温熔融后，形成热熔液体状，并在炉内形成热涡流，低于石英熔点的铁、钾、钠、锂、钙、镁、铝等金属杂质以及长石、云母等非金属杂质，均在热熔后逸出气态杂质；

S3、通过加入氢气形成自循环出孔系统，排出经过高温熔融气化后产生的气态杂质；

S4、通过成型口牵引成型，可成型石英管、棒、板等产品。

优选的，S1中投料的石英粉的粒径为80～120目，S1第一层连熔炉钨钼坩埚中加热的温度为1500～1700℃。

进一步的，S2中高温熔融的温度为2100-2500℃。

进一步的，S4中牵引成型制得的石英制品含有金属及非金属的总杂质含量达到≤10ppm。

进一步的，S2中第一层钼坩埚内的石英粉处于非熔融状态，在自动控制流速状态下，连续流入第二层连熔炉钨钼坩埚。第二层连熔炉钨钼坩与第一层连熔炉不连接。