[发明专利]一种高纯度的低羟基石英玻璃管棒的制备方法

说明书

本发明提供了一种高纯度的低羟基石英玻璃管棒的制备方法，包括（1）破碎水洗，（2）磁选除杂，（3）静电除杂，（4）超声清洗除杂，（5）研磨，（6）熔炼；相比于传统的制备方法，本制备方法流程短，成本低，制备得到的石英玻璃管棒纯度高，羟基含量低。

技术领域

本发明涉及石英玻璃管棒制备领域，尤其涉及一种高纯度的低羟基石英玻璃管棒的制备方法。

技术背景

在单端卤素灯的压桥棒、线型光源配件等应用中，因为UV灯在工作时高温会将石英玻璃中-OH向灯管内渗透，在电弧的作用下会分解，从而氧化和污染灯管内的电极和水银，降低灯管的使用寿命，因此希望石英玻璃管棒中的羟基越低越好，但是传统石英棒的脱羟基工艺比较复杂，耗时、耗工、生产成本大，急需一种工艺路线合理，成本低，脱羟基效果好的新方法。

发明内容

针对上述不足，本发明提供一种高纯度的低羟基石英玻璃管棒的制备方法，优化了制备条件，流程短，成本低，制备得到的石英玻璃管棒纯度高，羟基含量低。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种高纯度的低羟基石英玻璃管棒的制备方法，包括以下步骤：

(1)破碎水洗：将块状石英矿石用破碎成粒径2cm以下的石英砂，水洗，洗去灰尘，泥土等明显杂质后烘干；

(2)磁选除杂：将上一步的得到的石英砂使用磁选机在20000-40000高斯场强下磁选，除去磁性杂质；在高磁场下，更彻底的除去游离的铁和其他磁性物质，使得石英砂更纯净；

(3)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310-500r/min，电压为1-1.4万伏特，每吨石英砂静电除杂周期0.5-1.0小时；使用高电压静电除杂，效果好。

(4)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60～80Hz，超声波功率依据石英砂的量调整为1500-3000W/m³，超声液为与石英砂等体积的5-10％的酸，超声完成后彻底水洗；

(5)研磨：将上一步获得的石英砂烘干后，利用球磨机进行研磨，球料比为1：1，球磨时间为60～80min，球磨机转速为80～100r/min，得到石英粉，在石英粉中加入占最终混合物4.2-6.0％质量分数的金属粉末，得到原料石英粉混合物；所述金属粉末由以下成分组成：钨8-14％，钠10-20％，钴15-25％，钡20-30％，锆11-47％；

(6)熔炼：首先采用连熔法将原料石英粉混合物通过连熔炉熔制成直径为50—150mm的石英玻璃管棒；随后将这些石英玻璃管棒送入真空脱羟炉，真空脱羟炉的真空度控制在5-8Pa之间，然后升温至1200-1350℃，保持恒温3-6小时，以尽量脱除石英玻璃棒内亚稳态的羟基，使其羟基含量达到2ppm以内；将脱羟后的石英玻璃管棒放入连熔炉中，温度控制在2100℃—2300℃，以0.6-0.8m/s的速度熔拉成直径15—30mm的石英玻璃管棒。本方案相比传统方法，制备流程短，节省人力和物力，降低成本。

进一步的，上述一种高纯度的低羟基石英玻璃管棒的制备方法，所述磁选除杂中，磁场强度为30000高斯。

进一步的，上述一种高纯度的低羟基石英玻璃管棒的制备方法，所述所述静电除杂中，电压为1.2万伏特。

进一步的，上述一种高纯度的低羟基石英玻璃管棒的制备方法，所述所述超声清洗除杂中，超声液为8％的草酸。使用草酸超声，能够更好的去除石英砂表面的附着物，特别是氧化铁。

进一步的，上述一种高纯度的低羟基石英玻璃管棒的制备方法，所述金属粉末质量占最终混合物质量的5.2％。