[发明专利]一种利用微波加热氯化焙烧提纯石英的方法

说明书

本发明公开一种利用微波加热氯化焙烧提纯石英砂的方法，包括如下步骤：(1)将石英矿石破碎筛分，得到石英砂；(2)将石英砂与氯化物盐进行均匀混合，得到混合物；(3)将所述混合物进行微波加热，然后保温，得到经微波处理后的石英砂；(4)将经微波处理后的石英砂倒进水中进行水淬并在水中浸泡漂洗去除残余的氯化物盐后捞出；(5)将石英砂与酸性溶液混合进行酸浸处理；(6)将石英砂捞出，用水冲洗清洗至中性，烘干。本发明提高石英砂中杂质元素特别是重点杂质元素Al的去除率，达到97.6％，其含量降低到17.9ppm，接近电子级超高纯石英砂需要的水平，处理温度相对较低，能耗低，对设备腐蚀程度小，采用氯化物盐作为氯化剂，操作简便易行，易于在工业生产中推广应用。

技术领域

本发明涉及石英砂提纯生产技术领域，是一种利用微波加热氯化焙烧提纯石英砂的方法。

背景技术

石英砂的主要成分是SiO₂，是一种重要的工业原料，被广泛用于玻璃、陶瓷、耐火材料等方面。随着科技的发展，半导体、光纤通讯、航空航天、太阳能电池、电子等高科技领域对高纯石英砂的需求也随之不断增大。高纯石英砂对SiO₂的纯度要求高，需要将杂质元素(如Al、Fe、K、Na等)的含量降到很低的水平，特别是石英材料中类质同象杂质元素Al的去除，是石英砂提纯中的核心问题，因为Al的含量直接决定了提纯石英砂的最终提纯极限，一般来说，电子级超高纯石英砂需要将Al的含量降低到20ppm以下。

高纯石英原来以天然水晶为原料进行制备，但是水晶资源非常有限，采用低纯度石英原料替代日益枯竭的水晶资源制备高纯石英砂是必然的趋势。石英矿物中通常含有长石、云母、方解石、高岭土等杂质相，目前主要通过对石英原料分步采用煅烧水淬、破碎、磁选、浮选、酸浸、氯化处理的方法去除这些杂质相，步骤繁多，工艺流程长，操作难度大，成本高，而且对于有些杂质元素，特别是Al的去除效果不佳。为了解决这些问题，专利申请CN202010721087.7提出了一种氯化焙烧提纯石英的方法，将石英原矿经磨矿，磁选除杂，盐酸溶液酸洗，浮选处理后，再与氯化剂混合，在850～950℃下焙烧5～9h，焙烧完成后，进行水淬处理，最后进行热压酸浸处理，使石英砂的纯度获得了大幅度的提高。但是该方法依然存在有步骤多，反应条件苛刻，时间长，能耗高，产量小，成本高等问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种利用微波加热氯化焙烧提纯石英砂的方法，采用微波加热氯化焙烧提纯石英砂的方法来实现高效除杂。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种利用微波加热氯化焙烧提纯石英砂的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将石英矿石破碎筛分，得到石英砂；

(2)将所述石英砂与氯化物盐进行均匀混合，得到混合物；

(3)将所述混合物进行微波加热，然后保温，得到经微波处理后的石英砂；

(4)将经微波处理后的石英砂倒进水中进行水淬并在水中浸泡漂洗去除残余的氯化物盐后捞出；

(5)将步骤(4)获得的石英砂与酸性溶液混合进行酸浸处理；

(6)将步骤(5)处理后的石英砂捞出，用水冲洗清洗至中性pH以后，烘干即得到提纯的石英砂。

进一步地，步骤(1)中，将经过挑选的石英矿石用机械方法破碎成适当尺度的石英砂。

进一步地，步骤(3)中，将上述混合物放进微波加热设备进行加热并保温一定时间。

进一步地，步骤(4)中，将样品取出立即倒进水中进行水淬，然后在水中浸泡一定时间溶解漂洗去除残余的氯化物盐后捞出。

进一步地，步骤(5)中，将石英砂与酸性溶液混合进行适当时间的酸浸处理。