高纯度二氧化硅生产装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高纯度二氧化硅生产装置，包括蒸馏塔、氨化反应釜、气氨精制塔、固液分离设备、酸洗液蒸馏塔与煅烧炉，蒸馏塔与氨化反应釜连通，气氨精制塔与氨化反应釜连通，固液分离设备设置有反应液进口、清洗水进口、酸洗液进口、氟化铵溶液出口、酸洗液出口、洗涤水出口以及二氧化硅出料口，反应液进口与氨化反应釜连通，酸洗液出口与酸洗液蒸馏塔连通，洗涤水出口连通有第三污水处理装置，二氧化硅出料口与煅烧炉连通。该装置制备得到的二氧化硅纯度可以达到99.9999％以上。
【专利说明】
高纯度二氧化硅生产装置
技术领域
[0001]本实用新型属于二氧化硅制备技术领域，具体涉及一种高纯度二氧化硅生产装置。
【背景技术】
[0002]高纯度二氧化硅的理化性质:二氧化硅，分子式Si02，分子量60.08，相对密度2.319?2.635，熔点1750 °C。不溶于水;不溶于酸，但溶于氢氟酸及热浓磷酸，能和熔融碱类起作用。自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。二氧化硅用途很广泛，主要用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、气凝胶毡、硅铁、型砂、单质硅、水泥等。二氧化硅不含结晶水，不参与被填充物的化学反应，是一种非常稳定的中性无机矿物填料。
[0003]高纯石英砂一般是指S12含量高于99.9%的石英(微粉)；超高纯石英砂是指S12含量高于99.99 %的石英微粉，其低端产品二氧化硅含量为99.99?99.999 % (4N?5N)，高端产品3丨02含量高于99.9999%(2 6~)。
[0004]迄今为止，超高纯石英砂的制备方法为物理法和化学法两种工艺。物理法是采用天然水晶或高纯天然石英为原料，经粉碎、浮选、酸处理、高温处理等工序制备超高纯石英砂。采用物理法制备超高纯石英砂，虽然处理工艺非常重要，但高纯度的天然石英或水晶，是决定物理法成功与否的关键。目前，中国国内缺乏高纯度的天然石英或水晶原料。
[0005]化学合成法是通过化学反应的方式得到高纯度的二氧化硅产品，再把高纯二氧化硅制成石英产品；化学合成高纯二氧化硅的工艺并不多，一种是采用有机氯硅烷高温水解生成高纯气相白炭黑(即二氧化硅)，再把气相白炭黑熔融得到高纯石英；该方法的主要缺点是去除氯离子难度较大、生产成本较高。另一种是采用高纯硅酸酯水解，制备高纯沉淀白炭黑，然后将高纯白炭黑熔融制备超高纯石英;该工艺的反应需要酸催化、碱沉淀等工序，金属离子去除难度较大，质量很难达到5N，并且成本更高。
[0006]用氟硅酸和液氨反应制备高纯二氧化硅也是化学合成高纯二氧化硅的方法之一。该方法理论上可以制备纯度很高的产品，但由于技术问题较多，此前一直没人找到一条合理的工艺路线装置。
【实用新型内容】
[0007]为解决现有氟硅酸和液氨反应制备不出高纯度的二氧化硅的问题，本实用新型提出一种高纯度二氧化硅生产装置，该装置制备得到的二氧化硅纯度可以达到99.9999%以上。
[0008]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0009]—种高纯度二氧化硅生产装置，包括蒸馏塔、氨化反应釜、气氨精制塔、固液分离设备、酸洗液蒸馏塔与煅烧炉，所述蒸馏塔设置有氟硅酸进口、氧化剂进口、蒸馏废液排放口以及纯品氟硅酸输出口，所述蒸馏废液排放口连通有第一污水处理装置，所述纯品氟硅酸输出口与所述氨化反应釜连通;所述气氨精制塔设置有纯水进口、液氨进口、精制废水排放口以及纯品气氨输出口，所述精制废水排放口连通有第二污水处理装置，所述纯品气氨输出口与所述氨化反应釜连通;所述固液分离设备设置有反应液进口、清洗水进口、酸洗液进口、氟化铵溶液出口、酸洗液出口、洗涤水出口以及二氧化硅出料口，所述反应液进口与所述氨化反应釜连通，所述酸洗液出口与所述酸洗液蒸馏塔连通，所述洗涤水出口连通有第三污水处理装置，所述二氧化硅出料口与所述煅烧炉连通。
[0010]本实用新型的有益效果:
[0011]本实用新型的高纯度二氧化硅生产装置制备得到的二氧化硅纯度可以达到99.9999% 以上。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本实用新型高纯度二氧化硅生产装置的示意框图。
[0014]附图标示:1、蒸馏塔，2、氨化反应釜，3、气氨精制塔，4、固液分离设备，5、酸洗液蒸馏塔，6、煅烧炉，7、第一污水处理装置，8、第二污水处理装置，9、第三污水处理装置，11、氟硅酸进口，12、氧化剂进口，13、蒸馏废液排放口，14、纯品氟硅酸输出口，31、纯水进口，32、液氨进口，33、精制废水排放口，34、纯品气氨输出口，41、反应液进口，42、清洗水进口，43、酸洗液进口，44、氟化铵溶液出口，45、酸洗液出口，46、洗涤水出口，47、二氧化硅出料口。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0016]参照图1，一种高纯度二氧化硅生产装置，包括蒸馏塔1、氨化反应釜2、气氨精制塔
3、固液分离设备4、酸洗液蒸馏塔5与煅烧炉6 ο蒸馏塔I设置有氟硅酸进口 11、氧化剂进口12、蒸馏废液排放口 13以及纯品氟硅酸输出口 14，蒸馏废液排放口 13连通有第一污水处理装置7，纯品氟硅酸输出口 14与氨化反应釜2连通。气氨精制塔3设置有纯水进口 31、液氨进口 32、精制废水排放口 33以及纯品气氨输出口 34，精制废水排放口 33连通有第二污水处理装置8，纯品气氨输出，34与氨化反应釜2连通。固液分离设备4设置有反应液进口 41、清洗水进口 42、酸洗液进口 43、氟化铵溶液出口 44、酸洗液出口 45、洗涤水出口 46以及二氧化硅出料口 47，反应液进口 41与氨化反应釜2连通，酸洗液出口 45与酸洗液蒸馏塔5连通，洗涤水出口 46连通有第三污水处理装置9，二氧化硅出料口 47与煅烧炉6连通。
[0017]本实用新型的高纯度二氧化硅生产装置制备得到的二氧化硅纯度可以达到99.9999% 以上。
[0018]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高纯度二氧化硅生产装置，其特征在于，包括蒸馏塔、氨化反应釜、气氨精制塔、固液分离设备、酸洗液蒸馏塔与煅烧炉，所述蒸馏塔设置有氟硅酸进口、氧化剂进口、蒸馏废液排放口以及纯品氟硅酸输出口，所述蒸馏废液排放口连通有第一污水处理装置，所述纯品氟硅酸输出口与所述氨化反应釜连通;所述气氨精制塔设置有纯水进口、液氨进口、精制废水排放口以及纯品气氨输出口，所述精制废水排放口连通有第二污水处理装置，所述纯品气氨输出口与所述氨化反应釜连通;所述固液分离设备设置有反应液进口、清洗水进口、酸洗液进口、氟化铵溶液出口、酸洗液出口、洗涤水出口以及二氧化硅出料口，所述反应液进口与所述氨化反应釜连通，所述酸洗液出口与所述酸洗液蒸馏塔连通，所述洗涤水出口连通有第三污水处理装置，所述二氧化硅出料口与所述煅烧炉连通。
【文档编号】C01B33/12GK205575663SQ201620176666
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月9日
【发明人】应盛荣, 姜战, 应悦
【申请人】衢州市鼎盛化工科技有限公司