一种优质高纯熔融石英块的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明属于天然石英精加工领域，尤其涉及一种以天然石英为原料工业化生产优质高纯熔融石英块的方法。
【背景技术】
[0002]地处江苏省北部的新沂市和东海县盛产一种矿产资源就是天然石英，其中的优质品为水晶，水晶占比很小，不足千分之一，其余大量的天然石英传统的用途是用来生产普通玻璃，或使用传统的大石碾将其直接碾成不同规格的天然石英砂，由于天然石英砂杂质含量高，某些性能存在缺陷，人们发现，将天然石英熔融后制取的熔融石英制品在各个方面较天然石英制品都有改进。熔融石英是二氧化硅的非晶态，生产时将天然石英在炉内高温熔融，熔融温度为1800°C -2000°C,熔融时间约12-18小时后成为熔融状态,冷却后成为固态熔融石英。熔融石英具有独特的物理、化学特性，特别是其内在的分子链结构、晶体形状和晶格变化规律较天然石英发生变化，使其具有的耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以及其独特的光学特性，使得其在航空、航天、电子、机械以及当今飞速发展的IT产业中占有举足轻重的地位，在这些高科技产品中发挥着越来越重要的作用。熔融石英亦可制造高档玻璃、耐火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、陶瓷、研磨材料、铸造，石英产品还可在建筑中利用其有很强的抗酸性介质浸蚀能力，用来制取耐酸混凝土及耐酸砂浆。熔融石英的产品较多，如熔融石英块、熔融石英砂、熔融硅微粉等，各类熔融石英作为硅原料的核心原料在硅原料的生产与供应中起着不可替代的重要基础作用。熔融石英块是生产熔融石英制品的中间原料，其外观为白色或半透明块状，一般不直接使用，多以其为原料来生产各种熔融石英砂、熔融硅微粉，随着熔融石英砂、熔融硅微粉制品不断的使用于高科技领域，如太阳能光伏行业、集成电路的封装、航空等领域，对熔融石英砂、熔融硅微粉的纯度和性能提出了更高的要求，本发明产品是一种直接用于生产优质高纯熔融石英砂、熔融硅微粉的原料，厂家只需使用本产品直接磨细即可。该方法以水洗机、天然石英石除皮机、破碎机、粉碎机、第一磁选机、第二磁选机、酸池、电弧炉为设备，以天然石英石为原料，通过水洗、除皮、破碎、粉碎、两级磁选、酸浸、高温熔融、破碎等工艺加工而成，该工艺流程的主要优点是:使用通用设备、工艺简单、无有毒有害气体和液体排放、可批量生产出高质量的优质高纯熔融石英块。
【发明内容】
[0003]本发明主要解决的问题是提供一种优质高纯熔融石英块的生产方法，该方法以天然石英石为原料来生产优质高纯熔融石英块，具有工艺简单、操作方便、生产成本低、无有害气体和液体排放、产品质量好等优点。
[0004]本发明可以通过以下技术方案来实现:
一种优质高纯熔融石英块的生产方法，其特征是由以下步骤构成:
(I)将天然石英石送入水洗机，利用高压水将天然石英石外表面的泥土等杂质冲除后送入天然石英石除皮机，用机械的方法除去天然石英石的红色或白色的外皮。
[0005](2)将除皮后的天然石英石送入破碎机，破碎为10毫米-50毫米规格的石英块，然后将其送入粉碎机，粉碎为1-2毫米规格的天然石英砂。
[0006](3)将规格为1-2毫米的天然石英砂送入第一磁选机，利用磁选机内的磁场将含磁、含金属的石英砂进行第一次分离去除，磁选时间为0.2-0.3小时，然后送入第二磁选机进行第二次磁选，将含磁、含金属的石英砂进行第二次分离去除，磁选时间为0.2-0.3小时，得到不含磁的天然石英砂。
[0007](4)将混酸池中加入稀盐酸、稀硫酸、氢氟酸的混合酸，其重量配比为稀盐酸:稀硫酸:氢氟酸=5-6:3-4:1，把不含磁的天然石英砂送入混酸池，混酸池中混合酸的数量以液面距沉在底部的石英砂上表面10厘米为准，搅拌后浸泡30-32小时，然后将酸池中经浸泡后的天然石英砂捞出送入水洗机用高压水冲洗洗去石英砂颗粒表面的混酸，自然晾干后送入电弧炉。
[0008](5)调电弧炉内温度为1860°C -1880°C，熔化时间为11-12小时，得到高纯的石英熔融体，熔化结束后停止向电弧炉供电，降温至常温冷却后得到大块的固体优质高纯熔融石英，将其送入破碎机破碎成规格为20-50毫米的熔融石英块。
[0009]本发明的进一步技术方案是:
步骤(3)所述的二级磁选时间均为0.25小时。
[0010]步骤(4)所述的混酸池为长方形，其长、宽、高为3米、2米、I米混酸的配比为稀盐酸:稀硫酸:氢氟酸=5.5:3.5:1。
[0011]步骤(5)所述的电弧炉为三相电弧炉，电弧炉内熔融温度为1870°C，熔化时间为
11.5小时。
[0012]本发明的有益效果是:提供了一种优质高纯熔融石英块的生产方法，该生产方法具有:设备投资少、生产成本低、无污水废气排放、可批量生产，能生产出高质量的优质高纯熔融石英块，因使用混合酸酸浸，除杂效果较单一盐酸酸浸除杂效果高3-4倍，得到的产品二氧化娃的含量可达99.99%,杂质含量小于0.01%,是一种直接用于生产优质高纯熔融石英砂、熔融硅微粉的原料。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体的实施例，进一步详细描述本发明。
[0014]实施例1
将天然石英石送入水洗机，利用高压水将天然石英石外表面的泥土等杂质冲除后送入天然石英石除皮机，用机械的方法除去天然石英石的红色或白色的外皮；将除皮后的天然石英石送入破碎机，破碎为10毫米-50毫米规格的石英块，然后将其送入粉碎机，粉碎为1-2毫米规格的天然石英砂；将规格为1-2毫米的天然石英砂送入第一磁选机，利用磁选机内的磁场将含磁、含金属的石英砂进行第一次分离去除，磁选时间为0.2小时，然后送入第二磁选机进行第二次磁选，将含磁、含金属的石英砂进行第二次分离去除，磁选时间为0.3小时，得到不含磁的天然石英砂；将混酸池中加入稀盐酸、稀硫酸、氢氟酸的混合酸，其重量配比为稀盐酸:稀硫酸:氢氟酸=5: 4:1，把不含磁的天然石英砂送入混酸池，混酸池中混合酸的数量以液面距沉在底部的石英