一種石英礦物粉料除雜系統(tǒng)及除雜工藝技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)屬于石英粉料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種石英礦物粉料除雜系統(tǒng)及除雜工藝。本發(fā)明專利技術(shù)所述除雜系統(tǒng)包括依次連接的高溫爐、耐火通道、酸洗池、過濾機和干燥機，高溫爐內(nèi)設置有送粉噴槍和火焰噴槍，高溫爐頂部設置有排氣通道，高溫爐底部出料口與耐火通道連接，耐火通道底部與酸洗池的進料口連接，酸洗池底部的卸料口與過濾機相連，過濾機底部的固體卸料口與干燥機相連。石英礦物粉料在該系統(tǒng)中經(jīng)過高溫熔融、兩次急冷、酸洗、過濾、干燥工序，可實現(xiàn)除雜。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種石英礦物粉料除雜系統(tǒng)及除雜工藝
本專利技術(shù)屬于石英粉料生產(chǎn)
，尤其涉及一種石英礦物粉料除雜系統(tǒng)及除雜工藝。
技術(shù)介紹
熔融石英可做為半導體多晶硅鑄錠用坩堝生產(chǎn)的原料及涂層材料，也可做為集成電路封裝二氧化硅微粉、有機材料的填充原料，還可通過進一步提純用做高純石英玻璃的原材料。常見的石英礦物原料的提純工藝過程包含高溫氯化、煅燒、酸洗、浮選、熔融等，通過是這些工藝過程的兩種或多種的結(jié)合使用，以實現(xiàn)石英礦物原料的除雜提純。由于石英礦物成礦差異大，其除雜提純度仍是高純石英行業(yè)的技術(shù)瓶頸。為此，首先需要選擇氣液包裹相及雜質(zhì)含量低的水晶或石英礦原料；其次，要分析雜質(zhì)相在礦物原料的存在形式及狀態(tài)。在此基礎上，針對性采用前述技術(shù)組合，以實現(xiàn)石英原料的高效、環(huán)保除雜。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有石英礦物粉料提純技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供一種石英礦物原料的除雜系統(tǒng)，并通過高溫噴燒、兩次急冷、酸洗相結(jié)合的工藝過程，以提高石英原料的純度。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：一種石英礦物粉料除雜系統(tǒng)，包括依次連接的高溫爐、耐火通道、酸洗池、過濾機和干燥機；所述高溫爐內(nèi)設置有送粉噴槍和火焰噴槍，所述送粉噴槍位于火焰噴槍上方，所述高溫爐頂部設置有排氣通道，所述高溫爐底部出料口與耐火通道連接，所述耐火通道底部與酸洗池的進料口連接，所述酸洗池底部的卸料口與過濾機相連，所述過濾機底部的固體卸料口與干燥機相連。作為優(yōu)選，所述高溫爐內(nèi)從上到下依次包括送粉區(qū)、火焰燃燒區(qū)和下料區(qū)，所述送粉區(qū)為頂部縮口的圓臺形，所述燃燒區(qū)為圓柱形，所述下料區(qū)為底部縮口的圓臺形。作為優(yōu)選，所述火焰燃燒區(qū)內(nèi)徑不小于3米，所述火焰燃燒區(qū)的高度不小于1米，火焰燃燒區(qū)的高度及溫度可由火焰噴槍的位置、數(shù)量、燃料配比及供給量進行調(diào)整。作為優(yōu)選，所述送粉噴槍沿送粉區(qū)圓周方向傾斜向高溫爐中心布置；所述火焰噴槍向下傾斜布置，且與水平線之間的傾角不大于15度；所有送粉噴槍集合的最大噴粉直徑范圍不超出火焰區(qū)的圓周直徑范圍。作為優(yōu)選，所述高溫爐底部出料口與多個耐火通道連接，所述出料口與每個耐火通道之間均設置有耐火閘板，每個耐火通道底部均連接設有各自對應的酸洗池。通道為中空圓柱形，內(nèi)表面光滑，有助減少粉體在其中的通行阻力；通道由氧化鋁磚或其它耐高溫材料構(gòu)筑，也可直接采用商品氧化鋁管。通道內(nèi)靠近高溫爐底部處，設置耐火閘板，以方便多個通道的選擇性、分時使用和關(guān)閉。作為優(yōu)選，根據(jù)產(chǎn)量大小，所述多個酸洗池可連接一套過濾機及干燥機，也可以每個酸洗池對應各自的過濾機及干燥機。作為優(yōu)選，所述耐火通道內(nèi)表面光滑，所述耐火通道內(nèi)向下傾斜設置有壓縮氣體噴槍，所述壓縮氣體噴槍沿所述耐火通道一周均勻設置，噴槍向此通道中噴出純凈壓縮空氣，對高溫爐落下的物料進行一次急冷，同時起到向酸洗池吹送物料的作用；此外，壓縮空氣流還起到氣封的作用，避免酸洗池中揮發(fā)的酸氣體進入管道及高溫爐中。作為優(yōu)選，所述酸洗池的池底設置有鼓泡攪拌裝置，所述鼓泡裝置包括插入池底的噴嘴，所述噴嘴通過管道與壓縮機連接，所述管道上設置有氣體閥門。酸洗池由耐酸材料構(gòu)成，也可采用其它無機材料內(nèi)加耐酸襯里構(gòu)成；鼓泡攪拌裝置，可以加速和完善酸洗除雜過程。本專利技術(shù)還公開了一種石英礦物粉料除雜工藝，該工藝利用上述所述的系統(tǒng)進行除雜，具體包括以下步驟：首先，將石英礦物粉料通過送粉噴槍，利用凈化后的干燥壓縮空氣為載氣，從氫氧焰燃燒的高溫爐的頂部噴吹至高溫爐的火焰燃燒區(qū)中。石英礦物粉料在高溫作用直接熔化，并借助表面張力成球，實密度隨即增大，開始向高溫爐下部沉降，并在沉降過程部分冷卻。進一步地，沉降至高溫爐底部的顆粒進入與高溫爐底部傾斜連接的耐火通道，并被通道中噴出的純凈壓縮空氣一次快速冷卻，并在壓縮空氣流的帶動下，沿通道加速行進，落入鹽酸和少量（1-3%）磷酸配置的酸洗液中，在完成二次急冷、炸裂后，經(jīng)受進一步的酸洗除雜。磷酸的加入有助于熔融石英表面及炸裂峰中雜質(zhì)的溶解。酸洗時間和酸洗液的濃度根據(jù)原料的雜質(zhì)種類和含量通過預處理實驗確定。特別地，為保證不同時間噴燒出的熔融石英顆粒在酸洗池中被充分酸洗除雜，高溫爐連接多個耐熱通道及酸洗池，并選擇性、順序地分時開啟，即每次只啟用一個或所有通道中的部分通道和對應的酸洗池，其余關(guān)閉，待這些開啟的通道對應的酸洗池中積累足夠熔融粉料后，關(guān)閉這些通道，再打開其它通道以抽出熔融爐的生成的熔融粉體至另一酸洗池。待前一個或前一部分酸洗池里熔融石英顆粒被充分酸洗除雜后，卸料至過濾裝置，將除雜后石英粉從酸液中過濾分離出來，并進一步被干燥。待這部分酸洗池卸料后，即可關(guān)閉另一部分正在工作的通道，隨后再次開啟此酸洗池對應的通道投入使用，如此分時、循環(huán)，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)的連續(xù)生產(chǎn)。有益效果本專利技術(shù)公開了一種石英礦物粉料除雜系統(tǒng)，通過熔融過程，有助除去石英原料的低熔點成份；通過風冷、水淬急冷實現(xiàn)熔融石英的破碎、炸裂，暴露其雜質(zhì)面與位置，以利于充分酸洗除雜。酸洗池池底配鼓泡裝置起攪拌物料的作用，有利于加速酸洗過程，避免沉降在底部物料與酸不充分接觸；多通道與多酸池的組合配置及選擇性開啟和關(guān)閉的分時工作模式，既保證了酸洗除雜的充分進行，又實現(xiàn)了生產(chǎn)的連續(xù)進行。以上描述即交代了石英礦物粉料除雜系統(tǒng)的特征，也包含了利用此系統(tǒng)的除雜工藝過程的特征，其余未特別說明之處，均采用本領(lǐng)域人員的已知技術(shù)。為幫助了解本專利技術(shù)的系統(tǒng)和工藝，特結(jié)合附圖對本專利技術(shù)做進一步的說明。附圖說明圖1為本專利技術(shù)實施例1所述石英礦物粉料除雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1：送粉噴槍，2：高溫爐，3：火焰噴槍，4：耐火閘板，5：耐火通道，6：排氣通道，7：壓縮氣體噴槍，8：酸洗池，9：鼓泡攪拌裝置，10：過濾機，11：干燥機。具體實施方式以下，將詳細地描述本專利技術(shù)。在進行描述之前，應當理解的是，在本說明書和所附的權(quán)利要求書中使用的術(shù)語不應解釋為限制于一般含義和字典含義，而應當在允許專利技術(shù)人適當定義術(shù)語以進行最佳解釋的原則的基礎上，根據(jù)與本專利技術(shù)的技術(shù)方面相應的含義和概念進行解釋。因此，這里提出的描述僅僅是出于舉例說明目的的優(yōu)選實例，并非意圖限制本專利技術(shù)的范圍，從而應當理解的是，在不偏離本專利技術(shù)的精神和范圍的情況下，可以由其獲得其他等價方式或改進方式。以下實施例僅是作為本專利技術(shù)的實施方案的例子列舉，并不對本專利技術(shù)構(gòu)成任何限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解在不偏離本專利技術(shù)的實質(zhì)和構(gòu)思的范圍內(nèi)的修改均落入本專利技術(shù)的保護范圍。除非特別說明，以下實施例中使用的試劑和儀器均為市售可得產(chǎn)品。實施例1一種石英礦物粉料除雜系統(tǒng)，包括依次連接的高溫爐2、耐火通道5、酸洗池8、過濾機10和干燥機11；所述高溫爐內(nèi)設置有送粉噴槍1和火焰噴槍3，所述送粉噴槍位于火焰噴槍上方，所述高溫爐頂部設置有排氣通道6，所述高溫爐底部出料口與耐火通道5連接，所述耐火通道底部與酸洗池的進料口連接，所述酸洗池底部的卸料口與過濾機相連，所述過濾機底部的固體卸料口與干燥機相連。所述高溫爐本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種石英礦物粉料除雜系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的高溫爐、耐火通道、酸洗池、過濾機和干燥機；所述高溫爐內(nèi)設置有送粉噴槍和火焰噴槍，所述送粉噴槍位于火焰噴槍上方，所述高溫爐頂部設置有排氣通道，所述高溫爐底部出料口與耐火通道連接，所述耐火通道底部與酸洗池的進料口連接，所述酸洗池底部的卸料口與過濾機相連，所述過濾機底部的固體卸料口與干燥機相連。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種石英礦物粉料除雜系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的高溫爐、耐火通道、酸洗池、過濾機和干燥機；所述高溫爐內(nèi)設置有送粉噴槍和火焰噴槍，所述送粉噴槍位于火焰噴槍上方，所述高溫爐頂部設置有排氣通道，所述高溫爐底部出料口與耐火通道連接，所述耐火通道底部與酸洗池的進料口連接，所述酸洗池底部的卸料口與過濾機相連，所述過濾機底部的固體卸料口與干燥機相連。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英礦物粉料除雜系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫爐內(nèi)從上到下依次包括送粉區(qū)、火焰燃燒區(qū)和下料區(qū)，所述送粉區(qū)為頂部縮口的圓臺形，所述燃燒區(qū)為圓柱形，所述下料區(qū)為底部縮口的圓臺形；所述火焰燃燒區(qū)內(nèi)徑不小于3米，所述火焰燃燒區(qū)的高度不小于1米。


3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石英礦物粉料除雜系統(tǒng)，其特征在于，所述送粉噴槍沿送粉區(qū)圓周方向傾斜向高溫爐中心布置；所述火焰噴槍向下傾斜布置，且與水平線之間的傾角不大于15度；所有送粉噴槍集合的最大噴粉直徑范圍不超出火焰區(qū)的圓周直徑范圍。


4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英礦物粉料除雜系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫爐底部出料口與多個耐火通道連接，所述出料口與每個耐火通道之間均設置有耐火閘板，每個耐火通道底部均連接設有各自對應的酸洗池。


5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的石英礦物粉料除雜系統(tǒng)，其特征在于，所述多個酸洗池可連接一套過濾機及干燥機，也可以每個酸洗池對應各自的過濾機及干燥機。

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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：沈建興，國洪臣，晁鑫，趙祥，劉世權(quán)，
申請(專利權(quán))人：齊魯工業(yè)大學，臨沂昊泉硅業(yè)科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37