[发明专利]一种稀土掺杂水处理用石英管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土掺杂水处理用石英管及其制备方法，由以下重量百分比的原料组成：石英砂95‑98％、硝酸钐0.2‑0.3％、硝酸铝0.1‑0.2％、四氯化钛0.0012‑0.002％、氧化镧0.3‑0.4％和氧化钇0.1‑0.3％；本发明通过在原料中大量掺杂氧化镧和氧化钇，由于氧化镧和氧化钇高场强的作用，使得石英管整体网络链接程度提高，从而能够提高该石英管的热稳定性，掺杂元素在熔炼过程中成分稳定，最终所得到的石英管特定光谱透过率稳定，在水处理过程中，使臭氧的浓度保持在稳定适宜的溶度。

技术领域

本发明涉及石英管技术领域，具体为一种稀土掺杂水处理用石英管及其制备方法。

背景技术

石英管是用二氧化硅制造的特种工业技术玻璃，是一种非常优良的基础材料，其具有一系列优良的物理、化学性能。石英管在紫外线到红外线的整个光谱波段都有较好的透光性能，可见光透过率在93％以上，特别是在紫外光谱区，最大透过率可达80％以上。

但是，现有水处理用石英管因其掺杂工艺和配方的不完善，存在着掺杂元素不均匀、掺杂元素在石英管熔炼过程中成分不稳定等问题，导致石英管特定光谱的透过率不稳定，在使用过程中出现臭氧浓度过高或者过低、对特定波段光谱透过率不达标等现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土掺杂水处理用石英管及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种稀土掺杂水处理用石英管，由以下重量百分比的原料组成：石英砂95-98％、硝酸钐0.2-0.3％、硝酸铝0.1-0.2％、四氯化钛0.0012-0.002％、氧化镧0.3-0.4％和氧化钇0.1-0.3％。

优选的，由以下重量百分比的原料组成：石英砂95％、硝酸钐0.2％、硝酸铝0.1％、四氯化钛0.0012％、氧化镧0.3％和氧化钇0.1％。

优选的，由以下重量百分比的原料组成：石英砂98％、硝酸钐0.3％、硝酸铝0.2％、四氯化钛0.002％、氧化镧0.4％和氧化钇0.3％。

优选的，所述石英砂中二氧化硅的含量为99.5-99.9％。

一种稀土掺杂水处理用石英管的制备方法，包括以下步骤：

S1、原料选取：按上述配比称取各原料；

S2、制备溶液：向容器中加入硝酸钐、硝酸铝、四氯化钛、氧化镧和氧化钇总质量150-200倍量的去离子水，加入硝酸钐和硝酸铝，搅拌均匀，再加入氧化镧，边搅拌边加入氧化钇，最后加入四氯化钛并迅速将容器密封，摇晃至混合均匀，得混合溶液；

S3、掺杂：将装有混合溶液的容器安装至喷雾式定量给料器，将烤砂机匀速升温至960-1040°C后开始振动给料器，烤砂机转速设为25-35r/min；石英砂进入旋转的石英管内，同时打开喷雾式给料器开关，按设定好的计数程序定时喷入混合溶液，使溶液与石英砂均匀混合，得混合料；

S4、热处理：将步骤S3中的混合料行高温200°C-250°C连续烘烤，在烘烤过程中，根据所需烘烤原料的数量对温度适当调整，使各种硝化剂在高温烘烤过程中完全渗透进石英砂内；

S5、熔融：经过充分冷却后，将冷却混合料放入熔炉内于1800-2200°C下进行熔融，经拉管机牵引，得到石英管；

S6、脱羟：将步骤S5中的石英管放入真空脱羟炉内进行高温脱羟，温度在800-1050°C范围内，脱羟时间3-8小时，将羟基降低到1-30ppm。

优选的，在步骤S1中，石英砂过120-180目筛。

优选的，在步骤S4中，烘烤温度的适当调整范围为210-250°C。

优选的，在步骤S6中，脱羟温度为950°C-1000°C。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：