[实用新型]一种高纯石英砂连续水淬、脱水装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种连续水淬、脱水装置，具体为一种对高纯石英砂进行高温水淬以打开石英中气液包裹体的装置及在水淬后进行连续的脱水的装置。 

背景技术

高纯石英砂是是硅产业高端产品的物质基础，在新材料新能源战略性新兴产业中具有重要地位和作用。满足一定物理和化学特性的高纯石英砂应用领域非常广泛，成为现代工业、国防不可替代的原料之一，主要包括：照明行业如高温水银灯管、卤素灯管等，半导体行业如生产二氧化硅硅片的石英管、石英棒，光学行业如望远镜透镜、实验室光学装备、导弹视窗等，生产多晶硅的石英保护管、拉制硅单晶用的石英坩埚。

为了达到高纯石英砂的高品质要求，早期的高纯石英砂生产采用水晶为原料进行加工，但这类资源的储量十分稀少，价格昂贵，无法形成规模化生产，质量也极不稳定，无法满足相关行业的需求，上世纪70年代末，人们开始探索石英矿代替水晶制造高纯石英砂。但石英矿石都含有大量杂质，包括伴生矿物杂质气液包裹体杂质等，这类包裹体分固态和气液两种，石英伴生矿物杂质易于去除，较难去除的是石英内部的气液包裹体，这些杂质以微小的颗粒状存在于石英内部，有些体积小的元素甚至进入二氧化硅晶体骨架中，去除这些杂质的有效方法是高温煅烧水淬打开石英晶格和气液包裹体，然后再进行化学处理、磁选、浮选、电选、重力选、超声波选、超导选、掺杂改性选等，因此，高温水淬是生产高纯石英砂的关键。

    传统的水淬装置多为方形水淬槽，槽内水是静止不动的，煅烧至高温的石英矿石投入水淬槽进行水淬，槽内的水随着水淬的进行水温不断升高并不断蒸发，导致后期进入水淬槽的石英水淬效果差，这种操作属于间歇式水淬，每次只能水淬一个批次，产量很小，且水淬后需转运至另外的设备进行脱水、干燥，费时费力，严重影响了水淬的效果和高纯石英砂生产工艺的连续性。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高纯石英砂连续水淬、脱水装置，有效解决了以上缺陷，使水淬效果更好、单位处理能力更大、石英晶格和气液包裹体打开更彻底，且无需转运即可实现连续自动脱水。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种高纯石英砂连续水淬、脱水装置，包括机架，所述机架上设有水淬槽和脱水通道，所述水淬槽底部形成一个由深到浅的过渡带，较深一端用于进料水淬，较浅的一端连接脱水通道用于出料脱水；所述脱水通道倾斜置于机架上，高的一端与水淬槽连接，低的一端设有出料口，通道内设有筛网，所述脱水通道的中段底部设有出水口。

所述水淬槽内设有至少一根进水管和至少一根充气管。

所述进水管位于水淬槽较深的一端，与脱水通道相对设置，所述进水管为多根设置。

所述充气管设置于水淬槽较深的一端的底部及侧面上。

水淬槽外观呈四边形或其它异形，底部为平面或斜面或平面与斜面的组合，斜面倾斜角度10～60度；进水管直径φ8～φ60mm，水压0.1～1Mpa；充气管直径φ5～φ30mm， 气压0.1～2Mpa。水淬时用水为经净化处理的不含颗粒悬浮物的纯净水，电导率要求小于100us/cm，水温要求小于35℃，水淬用气为经过滤后的压缩空气，粉尘精度小于1um，油份精度小于1ppm。

本实用新型中由于在水淬槽底部形成一个由深到浅的过渡带，并设有进水管和充气管，使水淬的石英砂在水中处于悬浮、翻滚状态，水淬完毕的石英砂随水流流向水淬槽较浅一端，然后进行脱水通道进行脱水。水和石英颗粒在脱水通道分离，脱除的水从底部的排水口流出，干砂从最尾端的出料口排出，达到脱水目的。

所述脱水通道的顶部设有观察窗，以便随时查看脱水状态。

所述脱水通道外的两侧设有振动电机。

筛网为一层或者多层叠加而成，多层叠加时，上层筛网的筛孔大于下层筛网的筛孔；筛网材质为不锈钢或聚氨酯或其他材质，筛网规格为6～200目。

本实用新型的水淬槽体和脱水通道均采用304不锈钢或其他能经受高温、不污染石英原料的金属或非金属材质制成。

本实用新型具有以下优点：

1）连续水淬使水淬处理能力大大提高，传统的水淬工艺为间歇式操作，需及时清出石英砂而影响水淬能力；

2）不断补充的水和气以及水淬槽内物料的单向流动，使水淬槽内水温处于35℃以下，使淬效果更好效率更高，石英晶格和气液包裹体打开更彻底，而传统的水淬装置随着水淬的不断进行，水温不断升高并不断蒸发，导致后期进入水淬槽的石英水淬效果差；