[00274102]超高纯石英砂提纯设备三项专利技术

　　超高纯石英砂最新专利技术。

　　项目简介：

　　该三项专利技术都是为生产高纯及超高纯石英砂而设计，同时可以用于其它物质的提纯反应及无污染高温热处理。

　　高纯石英砂是以天然优质硅石矿为原料，经一系列物理及化学方法进行精炼提纯而成，纯度可达99.99%～99.999%以上，好的原料矿石可以将其杂质含量总和控制在30μg/g甚至10μg/g以下。高纯及越高纯度的石英砂是现代高科技技术领域不可缺少的重要的无机非金属材料之一，主要用来制造高纯度高性能的石英玻璃制品（如石英光纤预制棒、拉制大规格单晶硅石英坩埚等），被广泛应用于大规模、超大规模集成电路、太阳能电池、光纤等的制造领域，及航空、航天、军工、医疗、基因工程等行业中，与现代技术息息相关。

　　高纯石英砂世界上做得最好、质量最稳定的当属美国的UNIMIN公司，目前其产品纯度高的可达99.9992%，主要金属杂质含量总合达到8μg/g以下，被行业公认为国际标准，世界高纯石英砂都以其为标杆。

　　从普通天然矿石到高纯石英砂的精炼提纯，要经历物理的和化学的多种方法相结合的复杂过程，涉及到矿物加工、机械制造、材料、化学、磁学、电学、矿物鉴定及化学分析等多学科专业技术。通常情况都需要经过人工挑选、磁选、电选、重选、浮选、酸洗、煅烧等过程，通过这些过程可以将大部分杂质除去，不能除去微量杂质元素。要想除去微量杂质，合适的酸洗工艺方法及设备是关键。

　　在我国现有石英砂提纯酸洗装置及工艺技术中，方法五花八门。有的是进行转鼓浸取、有的是进行静态浸泡、有的是进行鼓泡浸取，不同厂家都有自己的一套做法，总的来说效果都不太理想。转鼓浸取是先将砂和一定浓度的混合酸装入一个两头尖、中间大，类似于纺锤体的一个容器中，然后将两端封闭，开动电机让其翻滚。这种方法操作很不方便，固液混合不均匀，浸取效果不理想。静态浸泡有的是用池子，有的是用罐子，这种静态浸泡周期长，一般需要达到72h以上，需要的酸浓度高，主要是靠静态渗透去除杂质，其特点是处理量大，但效果差。有人提出一种以蒸汽加热、通入压缩空气进行动态浸取，由于压缩空气压力过大，会带走浸取釜中大量的混合酸汽，使得酸液消耗量在；且空气是由一根导管直接插入到浸取釜中，空气进入釜中未加分散，只将局部砂吹动，起不到搅动作用，因此效果不明显，同时砂对通气管有磨损，对产品质量产生不利影响。

　　目前，石英砂的提纯都是经过液相酸浸泡，水洗，烘干。这种纯化工艺能满足一般高纯石英砂的要求,但不能保证高纯砂中纯微量金属杂质尤其是钾、钠、锂等碱金属及一些过渡金属元素的进一步去除。近年，出现了一些进一步提纯的新方法，一般都采用卧式回转式高温炉并通入反应气体，或/和采用立式高温炉并通入反应气体。目前的卧式回转炉反应气体不能与被提纯粉末充分接触而影响净化效果；立式高温炉一般采用的是上部下料，下部能入反应气体的工艺方法，从底部通入的反应气体未能很好分散，不能保证炉膛内充满反应气体，不能充分接触，反应气体与待提纯粉末只有局部作用，也不能达到预期效果。

　　项目核心创新点：

　　三项专项技术能很好解决目前石英砂提纯设备的许多不足，专利一是一种带分布器的酸洗装置，能有效让石英砂处于动态运转，不留死角，使反应更加彻底。专利二是一种带特殊结构的高温处理回旋炉，能使潮湿颗粒料或待处理的颗粒物料能在炉膛内连续翻转，热效率更高，效果更好。专利三独特地在反应炉膛内安装一种管式放射状气体分布器，当反应气体经过进气管被输送到炉膛后，经过这种特殊的气体分布器被扩散，使得待净化粉末能与反应气体充分接触，保证粉末中的金属元素与反应气体分子充分反应，并通过挥发作用随尾气从排气口排到炉外，达到净化精炼提纯的目的。

　　项目详细用途：

　　主要用于气固相化学反应，除去石英等非金属矿物及材料颗粒表面及微裂隙中的微量及衡量杂质元素，尤其是对其中的钾、钠、锂等碱金属、碱土金属及铁、锰等过渡金属元素更有效，通过氧化、氯化、氯氢化、去羟基化等气相物质的引入，能有效除去上述杂质元素，使目标产品中这些元素含量在1ppm以下。可连续生产也可以间歇生产。

　　预期效益说明：

　　目前我国超高纯石英砂等高端产品市场需求量很大，价格达一吨几万元甚至几十万元，由于国内关键生产设备技术不理想，所以这类产品全部依赖进口。三种专利技术的联合使用，能达到所期望的技术要求，产品质量达到进口相同类型产品的的技术指标，符合目前高纯非金属材料粉体材料生产要求，市场需求旺盛，不销销路。三项技术联合开发，会产生前所未有的经济和社会效益。