[发明专利]一种高温去除高纯石英砂中杂质的装置及方法

说明书

一种高温去除高纯石英砂中杂质的装置及方法，属于高纯石英砂加工、提纯领域。高温去除高纯石英砂中杂质的装置包括：容器，具有进料口和排料口；火焰发生装置，设于容器内，并位于进料口和排料口之间，火焰发生装置用于发射火焰来燃烧自进料口进入的高纯石英砂，以去除高纯石英砂中的低熔点杂质。

技术领域

本发明涉及一种高温去除高纯石英砂中杂质的装置及方法，属于高纯石英砂加工、提纯领域。

背景技术

高纯石英砂指SiO₂纯度大于99.99％的石英砂，是生产高档石英制品的原料，因其产品具有耐高温、耐腐蚀、低热膨胀性、高度绝缘性和透光性等优异的物理化学性质，广泛应用于光纤通讯、太阳能光伏、航空航天、电子及半导体等高新技术产业，战略地位十分重要。

高纯石英砂最初是由一、二级天然水晶加工得到，由于近二十年来市场需求不断增长，天然水晶资源已逐渐枯竭，必须寻找可替代的原料。自上世纪70年代，发达国家开始探索用普通石英代替天然水晶制备高纯石英砂。美国PPCC公司采用英国西北海岸Foxdale地区花岗岩加工高纯石英，其产品SiO₂纯度达到99.99％，到20世纪90年代，日本采用细粒伟晶岩为原料，在传统工艺基础上，采用电选、高温氯化等工艺提纯得到高档石英玻璃用的石英砂，德国、俄罗斯则在脉石英、变质石英岩中寻求高纯石英，而美国尤尼明公司在北卡罗来纳州SprucePine地区勘查到经历alleghanian绿片岩运动的石英矿床，并对这种独特的矿体进行开采，开发出IOTA-Std/4/6/8标准的一系列高纯石英砂产品，目前，其产品SiO2纯度由99.9992％向99.9994％发展，杂质含量以十亿分之一为单位计。目前，美国尤尼明公司哈里斯矿产出的IOTA系列超－高纯石英砂产品在国际出口市场上占垄断地位。

目前，我国还未完全掌握从天然岩石矿物中提纯生产高纯石英砂的核心技术，江苏东海是我国高纯石英砂的主要产地，但因该地水晶储量有限，且质量不稳定，虽有相关科研院校与部分企业合作，但实际生产的高纯石英砂只达到中低等级，一直未能完全满足国内下游产业的生产和发展需求。

目前我们现有的高纯石英砂提纯方法按以下原则：1)矿源：纯度较高，二氧化硅含量达到99％以上；2)粗加工：破碎，擦洗，重选，磁选，浮选，煅烧+水淬；3)深加工：酸浸，焙烧，高温氯化等。但对于特定的石英矿源，以上常规的加工方法无法去除一些特定杂质，此类杂质一方面会造成纯度达不到最高级别，另一方面，虽然在石英砂中无法肉眼识别，但在熔制成型的石英制品中出现熔融后的杂质点，尤其是在电弧法石英坩埚中，更易呈现此种情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温去除高纯石英砂中杂质的装置，以解决上述问题。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面，提供一种高温去除高纯石英砂中杂质的装置，包括：

容器，具有进料口和排料口；

火焰发生装置，设于所述容器内，并位于所述进料口和所述排料口之间，所述火焰发生装置用于发射火焰来燃烧自所述进料口进入的高纯石英砂，以去除所述高纯石英砂中的低熔点杂质。

可选地，所述容器由耐高温材质制成。

可选地，所述容器由高纯石英玻璃制成。

可选地，所述进料口和所述排料口分别位于所述容器的顶部和底部。

可选地，所述火焰发生装置包括氢氧焰燃烧器。

可选地，所述氢氧焰燃烧器的火焰压力可调。

可选地，所述进料口可控制所述高纯石英砂的进料速率。

可选地，所述低熔点杂质包含有机物、含铁矿物、云母和长石等铝硅酸盐矿物。

本发明还提供一种高温去除高纯石英砂中杂质的方法，包含：