利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2020109268622
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-06-18
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种高纯石英原料的生产系统,其特征在于,包括原料输送装置、加热熔化装置、熔体冷却及输运装置、酸洗装置、离心机、真空干燥炉及真空包装机;所述原料输送装置的出料口位于所述加热熔化装置的进料口上方,所述加热熔化装置的出料孔位于所述熔体冷却及输运装置上方,所述熔体冷却及输运装置的末端位于所述酸洗装置的进料口上方,所述酸洗装置的放料孔通过管道与离心机的进料口连接,所述离心机底部的物料出口通过管道与真空干燥炉的进料口连接,所述真空干燥炉的出料口通过管道与真空包装机的进料口连接。

2.根据权利要求1所述的高纯石英原料的生产系统,其特征在于,所述原料输送装置包括斗式提升机与窑头料仓,所述斗式提升机的出料口通过溜管与所述窑头料仓相连;所述窑头料仓通过其下面布置的电磁振动给料机给加热熔化装置加料。

3.根据权利要求2所述的高纯石英原料的生产系统,其特征在于,所述斗式提升机的盛料斗由硬质聚四氟乙烯材料制作,所述溜管及窑头料仓均采用硬质聚四氟乙烯材料做衬里。

4.根据权利要求1所述的高纯石英原料的生产系统,其特征在于,所述加热熔化装置包括坩埚,所述坩埚外部设置有加热部件,所述坩埚底部设置有出料孔,所述坩埚底部放置有小球,所述小球的直径大于出料孔直径。

5.根据权利要求4所述的高纯石英原料的生产系统,其特征在于,坩埚为钨或者钼坩埚,坩埚可用真空或惰性气体保护;所述加热部件的加热方式为等离子体或高频加热,所述加热部件环绕在坩埚高度的中部以下位置;所述小球材质与坩埚一致;所述出料孔直径为2

3毫米,所述小球的直径比出料孔直径大1毫米。

~

6.根据权利要求1所述的高纯石英原料的生产系统,其特征在于,所述熔体冷却及输运装置包括喷水装置、传送带、风冷装置和冷却水收集装置;所述喷水装置包括设置在所述坩埚出料孔下方的喷水嘴,所述喷水嘴围绕出料孔出料流束的四周均匀布置;所述传送带位于所述坩埚出料孔下方,所述传送带末端位于所述酸洗装置的进料口上方;所述风冷装置包括位于传送带上方的压缩空气喷嘴,所述压缩空气喷嘴沿传送带移动的方向均匀布置;

所述冷却水收集装置位于所述传送带下方;所述传送带为耐热不锈钢丝编织物,其缝隙小于喷水后形成的物料颗粒尺寸;所述呈环形封闭状,两端分别固定在转轴上,传送带在电机驱动下匀速运动。

7.根据权利要求1所述的高纯石英原料的生产系统,其特征在于,所述酸洗装置包括酸洗池,所述酸洗池的进料口凸出于酸洗池设置,所述进料口高度的中心部均匀设置有压缩空气喷嘴;酸池底部设置有回转摇动装置,以带动酸池前后或左右方向做往复运动。

8.一种高纯石英原料的生产工艺,其特征在于,利用权利要求1-7任一所述的生产系统进行生产,具体包括以下工艺步骤:(1)加料:将4N石英矿物原料粉用斗式提升机提升输送至窑头料仓,通过窑头料仓下面布置的电磁振动给料机将原料粉加入坩埚中;

(2)加热熔化:原料粉在坩埚中高温熔融,熔体自坩埚底部的出料孔流出;

(3)冷却:从出料孔流出的熔体流束被喷水嘴喷出的高纯水急冷、炸裂,散落在传送带上,经压缩空气喷嘴吹出的过滤后的压缩空气进行风冷、除水;

(4)酸洗:冷却后的物料从传送带的末端落入酸洗池中急冷,物料在酸洗池中进行酸洗;

(5)酸洗完成后,通过酸洗池的放料孔卸料至离心机中,通过多次离心-超纯水清洗,实现物料与废液的离心分离,离心分离后的液体通过机械泵排出,固体自离心机底部的物料出口排出至真空干燥炉进行干燥并脱羟基,然后再真空包装后备用;

(6)酸洗池卸料后,立即关闭酸洗池的放料孔,随后启动新一轮加料→加热熔化→冷却→酸洗过程。

9. 根据权利要求8所述的高纯石英原料的生产工艺,其特征在于,步骤(1)中所述原料粉在坩埚中高温熔融的温度为2000 2300℃;所述超纯水的电导率为18 MΩ·cm(25℃)。

~

10.根据权利要求8所述的高纯石英原料的生产工艺,其特征在于,步骤(4)中所述酸洗所用的酸洗液为盐酸与氢氟酸的混合稀释液,采用超纯水配置;优选地,步骤(5)中所述的离心-清洗过程重复3-5次。