一種石英砂酸洗裝置制造方法
【專利摘要】一種石英砂酸洗反應裝置，它設有一個罐體，罐體內部設有一個耐強酸腐蝕的濾板，罐體頂部設有加料口、注酸口和注水口，罐體底部有出酸口和出水口，與濾板相平的一側有出料口，罐體底部可通過導熱油進行加熱升溫。石英砂在該裝置中以靜態的方式接受動態的酸浸反應，并且參與反應的酸都是通過在罐體底部蒸餾并在罐體頂部冷卻裝置作用下凝結而來，滴落的酸將石英砂溶出雜質帶入罐底，使溶出物迅速脫離砂子表面；同時由于石英砂始終處于靜態過程，從而完全避免了因摩擦導致的罐壁磨損而引起的二次污染。此外，該酸洗裝置不需用酸將石英砂完全浸沒，而只需少量酸通過反復蒸發-回落-蒸發來達到目的，極大的減少了酸消耗量和減輕了環保壓力。
【專利說明】一種石英砂酸洗裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石英砂生產裝置，具體涉及一種制備高純石英砂的酸洗裝置。
【背景技術】
[0002]隨著國內電子工業如集成電路、IT產業如光導光纖以及家電、電光源、新型能源如太陽能等對于石英玻璃需求用量的不斷增加，高純石英砂的市場需求量隨之增加。其年復合增長率已過30%，遠遠高出一般工業品的增長速度。這些領域對原料要求非常苛刻，允許的雜質含量非常低，其SiO2含量要求高達99.995%以上，在用熔煉或冶煉方法生產這些專用材料時，通常選用天然水晶為原料。然而天然水晶資源日趨枯竭，使得國內外都在努力尋找替代品，其中最有希望的是用普通硅質原料制備高純石英砂，以高純或超純石英砂替代水晶。由于研究開發力度不夠，我國高【技術領域】用高純石英砂長期依賴從美國進口，價格昂貴并且隨著需求量的增加還在不斷上漲。國產高純石英砂市場缺口很大，隨著相關高新產業快速發展，高純石英砂的市場需求量越來越大，市場前景十分看好。
[0003]生產高純石英砂的工藝多種多樣，通常有煅燒、磁選、浮選、酸洗、高溫氯化等，其中酸洗是去除石英砂雜質效果最明顯，最容易實現的工藝，能輕易的將99.9%的石英砂提純至99.99%以上，因此，酸洗是生產高純石英砂企業必備工藝之一。然而，隨著環保要求越來越嚴苛，酸洗之后的廢酸容液處理成了企業頭痛問題，尤其是酸液中含有高濃度的氫氟酸更是加大了廢液處理難度。此外，耐氫氟酸腐蝕的容器多為聚四氟乙烯之類的塑料材質，動態酸洗過程中易磨損容器壁，除縮短設備使用壽命外，還會引進難以去除的雜質。由于以上原因，許多企業都采用靜態酸洗，然而靜態酸洗過程也存在去雜速度慢、溶液中的雜質不能有效分尚等特點，制約了聞純石英砂廣品質量的提聞。
實用新型內容
[0004]本實用新型針對現有的技術不足，提出了 一種全新的酸洗設備，該裝置用于提純天然石英砂，生產出高純石英砂。
[0005]本實用新型提供一種石英砂酸洗裝置，其特征在于:它設有一個罐體(5)，雙層結構設計，罐體頂部開有一個四通管口，除一端與罐體連接外，其它三端分別為進料口( I )、進酸口( 2 )和進水口( 3 )，罐體中下部設有一濾板(7 )，與濾板相平一側設有一帶密封蓋(17 )的出料口(15)，濾板以上的罐體夾層包括罐蓋可通循環冷卻水，在罐壁上部有冷卻水進口
(4)和出口(18);罐體底部設有一個三通管口，除一端與罐體連接外，其它兩端分別為出酸口( 10)和出水口( 11 )，罐體內部設有熱電偶(14)與外界控制器相連，罐體底部夾層可通導熱油加熱，設有導熱油進口(8)和出口( 13)，罐體底部外壁設有防腐隔熱層(12)。
[0006]本實用新型所述的罐體中下部位的濾板(7)上均勻布滿孔徑為0.2-0.5mm的濾孔，所述的濾板由耐強酸腐蝕材料制成。
[0007]其中，所述的濾板(7)由聚四氟乙烯材料制成。
[0008]本實用新型所述的出料口(15)與外部的固液分離設備相連。。[0009]本實用新型所述的進料口(I)與料斗相連接，進酸口(2)與儲酸罐相連接，進水口
(3)與純水管相連接。
[0010]本實用新型所述的出酸口(10)與儲酸罐相連接，出水口(11)與廢水池相連接。
[0011]本實用新型要解決的技術問題可通過以下技術方案來實現，一種酸洗設備，其特點是:它有一個罐體，罐體頂部設有3個進料口，3個進料口分別用于裝填石英砂、注酸和注水,罐體底部設有兩個出液口，分別用于排出酸洗后的廢酸和水洗后的廢液，罐體中間設有一個濾板，用于承載石英砂料，與濾板相平的側面，設有一個出料口，出料口裝有密封蓋，不使用的時候處于密閉狀態，所述的罐體的體壁為雙層結構，雙層在濾板處分為兩段，底部夾層用于通導熱油對酸進行加熱，上半部及頂部夾層用于通冷卻水對酸進行冷卻。
[0012]本實用新型要解決的技術問題還可通過以下技術方案進一步實現，排料口與離心分離機相連，使沖出來的石英砂能快速有效的甩干。
[0013]本實用新型要解決的技術問題還可通過以下技術方案進一步實現，在罐體底部設一熱電偶，并與加熱控制裝置連接在一起，實現精確、定時控溫。
[0014]本實用新型要解決的技術問題還可通過以下技術方案進一步實現，在罐體底部外壁裝上隔熱層，既可防止熱量流失，又能保證安全。
[0015]將石英砂和配好的酸溶液從進料口加入，開始加熱罐體底部，待溫度升高到一定程度后，酸蒸汽被緩慢蒸發出來并經過濾板上的石英砂向上升騰，酸蒸汽上升過程中遇冷卻壁開始凝結成酸滴掉下，滴落的酸液將石英砂溶出的雜質一并帶入罐底，徹底與石英砂分離。酸氣與酸液就這樣反復來往于石英砂中，在高溫條件下與石英砂表面雜質進行充分反應，使靜態的石英砂獲得了動態酸洗的效果。酸洗結束后，開啟出酸口密封蓋將酸排至酸回收罐備用，再從頂部的注水口中不斷注入去離子水沖洗石英砂，水洗廢液從排水口排至廢水處理池。水洗結束后，關閉排液口和打開出料口，從進水口不斷注入去離子水，石英砂將隨水一起從出料口流出，再通過外部的離心機甩干。與現有技術相比，該實用新型完全避免了酸洗過程中的二次污染，并且將酸消耗量大幅減少，減輕了環保壓力，用于提純天然石英砂，可將雜質含量降低至20ppm以內，結合其它提純工藝，可用于生產半導體用的高純石英砂。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]參照附圖，本實用新型的公開內容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于說明的目的，而并非意在對本實用新型的保護范圍構成限制。圖中:
[0017]圖1示出了本實用新型的結構示意圖。其中:
[0018](I)是進料口 ；(2)是進酸口 ；(3)是進水口 ；(4)是循環冷卻水進出口 ；(5)是罐體；(6)是石英砂；(7)是濾板；(8)是油浴進出口 ；(9)是酸液；(10)是出酸口 ；(11)是出水口 ；(12)是保溫材料；(13)是油浴進出口 ；(14)是熱電偶；(15)是出料口 ；(16)是濾板托；(17)是密封蓋；(18)是循環冷卻水進出口。
[0019]圖2示出了本實用新型濾板(7)的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]一種用于石英砂酸洗的裝置，它設有一個罐體(5)，罐體頂部設有進料口(I)、(2)、(3)，分別與進料斗、儲酸罐、純水管相連，罐體中部設有一個濾板(7)，濾板擱置在環形托塊(16)上，濾板用于承載待酸洗的石英砂(6)，在濾板一側設有一個出料口(15)與外部的離心設備相連,濾板以上部分罐體和罐頂有夾壁,通過進出口(4)、(18)可通循環冷卻水。[0021 ] 罐體底部設有出液口( 10 )、( 11)，分別用于排出酸洗和水洗廢液，出液口與廢液池相連，濾板以下部分罐體壁分內外壁，在內外壁設有加熱裝置，通過(8)、( 13)閥門可通導熱油，壁外設有保溫材料(12)，下部罐體內部裝有熱電偶(14)，熱電偶與外部的加熱控制裝置相連，可精確控溫和定時控溫。
【權利要求】
1.一種石英砂酸洗裝置，其特征在于:它設有一個罐體(5)，雙層結構設計，罐體頂部開有一個四通管口，除一端與罐體連接外，其它三端分別為進料口(I)、進酸口(2)和進水口( 3 )，罐體中下部設有一濾板(7 )，與濾板相平一側設有一帶密封蓋(17 )的出料口( 15 )，濾板以上的罐體夾層包括罐蓋可通循環冷卻水，在罐壁上部有冷卻水進口(4)和出口(18);罐體底部設有一個三通管口，除一端與罐體連接外，其它兩端分別為出酸口( 10)和出水口(11),罐體內部設有熱電偶(14)與外界控制器相連，罐體底部夾層可通導熱油加熱，設有導熱油進口(8)和出口( 13)，罐體底部外壁設有防腐隔熱層(12)。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于:濾板(7)上均勻布滿孔徑為0.2-0.5mm的濾孔。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于:出料口(15)與外部的固液分離設備相連。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于:進料口⑴與料斗相連接，進酸口⑵與儲酸罐相連接，進水口(3)與純水管相連接。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于:出酸口(10)與儲酸罐相連接，出水口(11)與廢水池相連接。
【文檔編號】C01B33/12GK203513292SQ201320482292
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年8月7日 優先權日:2012年8月8日
【發明者】楊華, 鄧仁卿 申請人:東莞市長安東陽光鋁業研發有限公司