[发明专利]电子工业用坩埚及内衬材料的高纯石英砂的提纯方法

摘要

本发明公开了电子工业用坩埚及内衬材料的高纯石英的提纯方法，该高纯石英的提纯方法依次包括以下步骤：选矿、水淬、浮选、酸洗、磁选、高温真空处理、氯化处理、超导提纯、电选分离、超声波处理、精馏提纯和电动筛选。本发明的提纯方法工艺简单，提纯效果显著，得到的高纯石英用于电子工业的高纯石英坩埚及内衬材料，提高了石英石的工业价值。

主权项

电子工业用坩埚及内衬材料的高纯石英的提纯方法，其特征在于该高纯石英的提纯方法包括以下步骤：⑴ 选矿：选取铝、铁、钙、镁、钛、镍、锰、铜、钠、钾、钴和硼金属元素含量之和不高于50ppm，二氧化硅含量在99.95﹪左右的石英石作原料；一般是到石英开采的矿点，先是用肉眼直观看，然后带回来检测化验、试验、再检测，最后确定是否能达到使用要求，如确定能用就进行人工初破碎，破碎的石英块直径在3‑5厘米，并进行分级，选出高品质的石英块料；（2）水淬：也就是焙烧，把选出的高品质的石英块料放到950℃的电阻炉内,焙烧4小时，然后放到内有冷却水的不锈钢水箱内，利用温差的变化使石英石中的杂质充分暴露破碎；石英块料中的包裹体和其他杂质在爆裂的同时溢出，水淬也便于破碎和粉碎；出炉后的石英块料在冷却水箱内30秒，用电动机械吊起，然后放到工作台上进行再次分级，把表面不合格的拣出，合格品装包、计量送到破碎车间；（3）破碎：把焙烧车间送来的合格石英块料，加入鄂式破碎机料斗内，通过阀门控制进行破碎，破碎完的石英块料为1‑2厘米，再通过输送机送到粉碎机料斗内，阀门控制经过高锰钢对辊进行粉碎，粉碎过的石英小块料经过振动筛，得60目至160目的规格砂，由输送机送到磁选机内进行磁选，得合格的石英砂；大于60目的小石英块料通过输送机送到粉碎机进行再次粉碎，小于160目的石英粉作为废品销售给废粉收购厂家；60目至160目的合格石英砂运到化学处理车间，用盐酸和氢氟酸进行浸泡，30%含量的盐酸与35%含量的氢氟酸配比是：每吨石英砂用盐酸150公斤、用氢氟酸40公斤，首10℃‑20℃浸泡70小时，再25℃‑35℃浸泡28小时，浸泡后用水彻底清洗；(4) 浮选：浮选是把刚才清洗过的石英砂放到浮选机内，按每吨加入氨水0.2公斤、油酸0.5公斤、棕榈酸0.2公斤、煤油0.3公斤、异辛醇0.7公斤，温度55℃，利用各种矿物的密度不同和矿物表面润湿性的差异，浮选出非石英颗粒和其他杂质；（5）酸洗：30%含量的盐酸与35%含量的氢氟酸配比是：每吨石英砂用盐酸150公斤、用氢氟酸40公斤，首10℃‑20℃浸泡70小时，再25℃‑35℃浸泡28小时，酸洗后用水彻底清洗，洗好后放入离芯机内进行脱水，脱水后放到850度烘干炉内进行烘干，再放入不锈钢大桶内进行冷却，冷却到50度送到振动筛内进行筛选，筛出60‑160目的合格石英砂自动流到磁选机内进行磁选；（6）磁选：对烘干过的石英砂进行磁选，在磁选之前石英砂用通过振动筛，得出80目‑120目的石英砂，再由输送机送到磁选机料斗内，自动下料进行磁选，磁选机磁性在30000高丝以上；磁选机下部有两个出料口，一个是合格的成品料接料口，一个是废品料接料口；    （7）高温真空处理：对磁选后的石英石进行高温1300℃左右真空0.01Mpa处理，高温真空处理是利用石英石的晶型转变过程时的反应机理，在高温1300℃真空0.01Mpa状态下去除石英石中的液态和气态杂质，高温真空有利于脱去石英石中的羟基，提高石英石对熔制工艺的适应性；处理方法是把磁选过的石英砂装入不锈钢耐高温料斗内进行高温1300℃处理，然后氯化处理；    （8）氯化处理：对高温真空处理后的石英石进行氯化处理，氯化处理是在60度的温度条件下，借助氯气的作用，使石英石中碱金属和碱土金属杂质转化成气相的氯化物，采用氯化处理去除石英粉中的碱金属、碱土金属杂质和石英石颗粒表面的杂质，尤其去除铁离子、钠离子；    （9）超导提纯：对氯化处理后的石英石进行超导提纯，超导提纯是将超导技术引入工业选矿的提纯方法，超导材料产生10万高斯的超导磁场，使石英石中的微小杂质和固态包裹体在超导磁场中磁化而被选出，去除石英石中的异物矿和固态包裹体；    （10）电选分离：对超导提纯后的石英石进行电选分离，电选分离就是在高压1万伏电场中利用矿物的电性差异使矿物分离；   （11）超声波处理：用超声波设备对多元化学处理后的石英砂进行超声波震动处理；   （12）精馏提纯：对超声波处理后的石英石进行精馏提纯，精馏提纯是利用不同组分有不同沸点、在100度下具有不同蒸汽压的特点进行的提纯；   （13）电动筛选：对精馏提纯后的石英石进行425um左右的电动筛选，就是把以后各工艺处理过的石英砂加入电动筛选器，让它自动筛选，出料口处放置高强磁的磁选机自动磁选，磁选机出料口放置包装袋，计量入库，得电子工业用坩埚及内衬材料的高纯石英砂。