[发明专利]一种制备熔融石英的熔炼装置及其工作方法

权利要求书

1.一种制备熔融石英的熔炼装置，其特征在于：包括除杂炉（1）、熔炼炉（2）；所述除杂炉（1）包括炉体（11）、磁格栅（12），所述炉体（11）上端设有入料口（13），下端设有第一出料口（14），第一出料口（14）上设有第一阀门（15），所述磁格栅（12）设在炉体（11）外面；所述磁格栅（12）为螺旋状，设在第一管道（271）外面，所述磁格栅（12）与炉体（11）不接触；

所述熔炼炉（2）包括炉壳（21）、保温层（22）、熔炼室（23）、电阻丝（24）、第二出料口（25）、第二阀门（26）和排气管（27），所述熔炼室（23）上端连接第一出料口（14），下端连接第二出料口（25），所述电阻丝（24）设在熔炼室（23）内壁上，所述保温层（22）设在熔炼室（23）外层，所述第二出料口（25）与熔炼室（23）之间设有第二滤网（28）；所述炉壳（21）设在保温层（22）外围，所述排气管（27）穿过炉壳（21）和保温层（22）与熔炼室（23）相连，所述炉壳（21）与保温层（22）之间为中空；

所述排气管（27）外设第一管道（271）和第二管道（272），所述排气管（27）与所述第一管道（271）和第二管道（272）交叉连接，连接处设有三向换向阀（5）；所述第一管道（271）紧贴缠绕炉体（11）外壁，所述第一管道（271）和第二管道（272）最终连接到废气处理系统（6）；

所述炉体（11）上设有第三出料口（16），所述第三出料口（16）上设有第三阀门（17），所述第三出料口（16）设有第一滤网（18），所述第一滤网（18）在所述第三阀门（17）之前，所述炉体（11）上设有搅拌器（4），所述搅拌器（4）包括搅拌杆（41）、搅拌桨（42）和搅拌电机（43），所述搅拌杆（41）下连接搅拌桨（42），上连接搅拌电机（43），所述搅拌杆（41）和搅拌桨（42）都设在炉体（11）内部，所述搅拌电机（43）设在炉体（11）外部，所述炉体（11）上设有温控开关（3），所述温控开关（3）包括温度传感器（31）、温度控制器（32），所述温度传感器（31）插入到炉体（11）内部，所述温度控制器（32）与所述三向换向阀（5）连接；

所述的制备熔融石英的熔炼装置的工作方法，包括以下步骤：先将第一出料口（14）和第三出料口（16）关闭，将石英砂缓慢加入到炉体（11）内，由于磁格栅（12）的关系，炉体（11）有磁场存在，在石英砂下落的过程中，石英砂中磁性矿物质被吸走，无磁性的石英砂下落到炉体（11）底部，再加入盐酸到炉体（11）内，打开搅拌装置电源启动搅拌桨（42）搅拌，再同时开启温控开关（3），当炉体（11）内的温度低于30℃时，温度传感器（31）把温度传送到温度控制器（32），温度控制器（32）发出开关命令到三向换向阀（5）控制开关打开第一管道（271）关闭第二管道（272），当炉体（11）内的温度超过45℃时，温度传感器（31）把温度传送到温度控制器（32），温度控制器（32）发出开关命令到三向换向阀（5）控制开关关闭第一管道（271），打开第二管道（272），控制酸洗反应温度30-45℃，搅拌1h后，打开第三出料口（16），实现固液分离，关闭第三出料口（16），再加入水搅拌30min后，再次打开第三出料口（16），实现固液分离；分离完成后，打开第一出料口（14），经过除杂的石英砂落进熔炼室（23），打开加热电阻电源开关，升温至1850℃使石英砂加热到熔融状，熔融状石英经第二滤网（28）滞留不熔物质，打开第二出料口（25），经第二出料口（25）出料。

2.根据权利要求1所述的制备熔融石英的熔炼装置，其特征在于：所述第一出料口（14）材质为绝热材料，所述炉体（11）材质为耐腐蚀材料，所述保温层（22）材质为保温材料，所述熔炼室（23）材质为高温耐火材料。

3.根据权利要求2所述的制备熔融石英的熔炼装置，其特征在于：所述的保温材料按照重量份数计包括如下组份：硅酸钙 30-40份、硅酸钠15-20 份、气凝胶40-45份 、玻化微珠10-15份、聚丁烯醇10-20份、镍3-6份、碳素 15-20份、白乳胶3-5份，镁砂 20-25份。

4.根据权利要求2所述的制备熔融石英的熔炼装置，其特征在于：所述的高温耐火材料按照重量份数计包括如下组份：

纳米二氧化硅50-60份、碳纤维 20-25份、TiO₂ 5-10份、玻璃纤维30-35份、氮化硅10-15份、乙烯基聚二甲基硅氧烷 3-5份、氯化亚锡1-3份、高铝球25-30份、Na₂O·2SiO₂ 10-15份。