废弃石英坩埚的回收方法、制备的产品及其用途技术

本申请涉及一种利用废弃石英坩埚制备方石英砂和熔融石英玻璃砂的方法，其中，所述方法包括以下步骤：1)对废弃石英坩埚进行破碎和第一筛分，分别收集第一筛下物和第一筛上物；2)对步骤1)获得的第一筛上物进行高温焙烧处理，获得含方石英砂的表面析晶层与熔融石英玻璃砂分离的混合物料；3)对步骤2)获得的混合物料进行自磨和第二筛分，取第二筛下物获得第一方石英砂，以及取第二筛上物获得第一熔融石英玻璃砂；4)对步骤3)第一方石英砂进行擦洗，并进行湿法筛分收集第三筛上物进行处理后得到第一高纯方石英砂，收集第三筛下物进行处理后获得第二高纯方石英砂。获得第二高纯方石英砂。

【技术实现步骤摘要】
废弃石英坩埚的回收方法、制备的产品及其用途


[0001]本申请涉及固体废物资源化再利用领域，具体地，涉及利用废弃石英坩埚的回收方法，以及尤其制备的高纯方石英砂或高纯熔融石英玻璃砂。

技术介绍

[0002]石英坩埚是采用SiO2含量高于99.997％的高纯石英砂为原料生产的石英玻璃坩埚，被广泛用于制备晶体硅产品，作为新能源和半导体产业中的关键耗材，高纯石英坩埚的内外壁都会产生析晶层，析晶层会导致石英坩埚破裂。现有技术中，破裂的石英坩埚一般被废弃，进行堆放处理或填埋，堆放处理或填埋的成本不仅高昂，且对于环境和空间带来了巨大的压力。因此，急需一种更加环保的处理方法。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本申请意在提供如下方案：
[0004]1.一种利用废弃石英坩埚制备方石英砂和熔融石英玻璃砂的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
[0005]1)对废弃石英坩埚进行破碎和第一筛分，分别收集第一筛下物和第一筛上物；对步骤1)获得的第一筛下物进行酸洗，获得第一石英砂；
[0006]2)对步骤1)获得的第一筛上物进行高温焙烧处理，获得含方石英砂的表面析晶层与熔融石英玻璃砂分离的混合物料；
[0007]3)对步骤2)获得的混合物料进行自磨和第二筛分，取第二筛下物获得第一方石英砂，以及取第二筛上物获得第一熔融石英玻璃砂；
[0008]4)对步骤3)第一方石英砂进行擦洗，并进行湿法筛分收集第三筛上物进行处理后得到第一高纯方石英砂，收集第三筛下物进行处理后获得第二高纯方石英砂。
[0009]2.一种利用废弃石英坩埚制备方石英砂和熔融石英玻璃砂的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
[0010]1)对废弃石英坩埚进行破碎和第一筛分，分别收集第一筛下物和第一筛上物；对步骤1)获得的第一筛下物进行酸洗，获得第一石英砂；
[0011]2)对步骤1)获得的第一筛上物进行高温焙烧处理，获得含方石英砂的表面析晶层与熔融石英玻璃砂分离的混合物料；
[0012]3)对步骤2)获得的混合物料进行自磨和第二筛分，取第二筛下物获得第一方石英砂，以及取第二筛上物获得第一熔融石英玻璃砂；
[0013]4)对步骤3)第一熔融石英玻璃砂进行擦洗，并进行湿法筛分收集第四筛上物进行处理后得到第一高纯熔融石英玻璃砂，收集第四筛下物进行处理后获得第二高纯熔融石英玻璃砂。
[0014]3.一种利用废弃石英坩埚制备方石英砂和熔融石英玻璃砂的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
[0015]1)对废弃石英坩埚进行破碎和第一筛分，分别收集第一筛下物和第一筛上物；对步骤1)获得的第一筛下物进行酸洗，获得第一石英砂；
[0016]2)对步骤1)获得的第一筛上物进行高温焙烧处理，获得含方石英砂的表面析晶层与熔融石英玻璃砂分离的混合物料；
[0017]3)对步骤2)获得的混合物料进行自磨和第二筛分，取第二筛下物获得第一方石英砂，以及取第二筛上物获得第一熔融石英玻璃砂；
[0018]4)对步骤3)第一方石英砂进行擦洗，并进行湿法筛分收集第三筛上物进行处理后得到第一高纯方石英砂，收集第三筛下物进行处理后获得第二高纯方石英砂，以及对步骤3)第一熔融石英玻璃砂进行擦洗，并进行湿法筛分收集第四筛上物进行处理后得到第一高纯熔融石英玻璃砂，收集第四筛下物进行处理后获得第二高纯熔融石英玻璃砂。
[0019]4.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
[0020]所述废弃石英坩埚为在采用提拉法生产晶体硅产品中使用的石英坩埚。
[0021]5.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，通过步骤1)中的破碎将所述废弃石英坩埚破碎至粒度为小于10mm的颗粒料；
[0022]优选步骤1)中的破碎为采用锤式破碎机或对辊破碎机。
[0023]6.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
[0024]所述第一筛分采用直径为0.7～0.9mm，优选0.80～0
‑
85mm，进一步优选为0.83mm筛网进行筛分，优选所述筛网为方孔筛或圆孔筛。
[0025]7.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
[0026]步骤2)所述的焙烧处理是在300～500℃温度下进行焙烧，优选焙烧时间为1分钟以上，优选焙烧1分钟至1小时，进一步优选焙烧1分钟至20分钟。
[0027]8.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
[0028]所述方法的步骤2)还包括对进行了焙烧后的第一筛下物进行水冷，并在干燥后回收作为所述混合物料，优选对所述冷却用水进行沉淀除杂后用于所述自磨。
[0029]9.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
[0030]步骤3)中的自磨选自干法自磨或湿法自磨，优选自磨为在不加磨球的条件下在转速为300～500r/min条件下进行研磨，进一步优选所述自磨时间为1分钟以上，进一步优选所述自磨为1分钟至30分钟，进一步优选所述自磨为1分钟至20分钟。
[0031]10.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
[0032]所述第二筛分采用直径为0.1～0.2mm，优选为0.15～0.18mm的筛网进行筛分，优选所述筛网为方孔筛或圆孔筛。
[0033]11.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
[0034]所述步骤4)中的擦洗是通过超声对步骤3)获得的第一方石英砂或第一熔融石英玻璃砂进行擦洗，优选所述超声频率为10～40kHz，进一步优选所述超声温度在20～80℃，进一步优选所述超声时间为10～20min，
[0035]进一步优选用于进行擦洗的擦洗液的加入量为第一方石英砂或第一熔融石英玻璃砂质量的5～10倍，
[0036]进一步优选对所述第一方石英砂进行擦洗的所述擦洗液按质量份计包括：冰乙酸1～20份，水100～200份；或者对所述第一熔融石英玻璃砂进行擦洗的所述擦洗液按质量份
计包括：草酸1～20份，水100～200份。
[0037]12.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
[0038]所述步骤4)中的湿法筛分是将擦洗后的物料采用直径为0.1～0.2mm，优选为0.15～0.18mm的筛网进行筛分，优选所述筛网为方孔筛或圆孔筛。
[0039]13.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
[0040]对湿法筛分后的第三筛上物、第三筛下物或第四筛上物、第四筛下物进行处理是指利用超纯水洗涤至冲洗液pH呈为7；通过烘干，获得第一高纯方石英、第二高纯方石英或第一高纯熔融石英玻璃砂、第二高纯熔融石英玻璃砂。
[0041]14.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，所述酸洗是利用浓度为0.1～2mol/L的硝酸溶液进行，优选硝酸溶液的加入量与所述第一筛下物的体积质量比为1～6L/Kg，进一步优选所述酸洗的搅拌转速为200～500r/min，搅拌酸浸时间为1～3h。
[0042]15.根据项1、3～14中任一项所述的方法，其中，<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用废弃石英坩埚制备方石英砂和熔融石英玻璃砂的方法，其中，所述方法包括以下步骤：1)对废弃石英坩埚进行破碎和第一筛分，分别收集第一筛下物和第一筛上物；对步骤1)获得的第一筛下物进行酸洗，获得第一石英砂；2)对步骤1)获得的第一筛上物进行高温焙烧处理，获得含方石英砂的表面析晶层与熔融石英玻璃砂分离的混合物料；3)对步骤2)获得的混合物料进行自磨和第二筛分，取第二筛下物获得第一方石英砂，以及取第二筛上物获得第一熔融石英玻璃砂；4)对步骤3)第一方石英砂进行擦洗，并进行湿法筛分收集第三筛上物进行处理后得到第一高纯方石英砂，收集第三筛下物进行处理后获得第二高纯方石英砂。2.一种利用废弃石英坩埚制备方石英砂和熔融石英玻璃砂的方法，其中，所述方法包括以下步骤：1)对废弃石英坩埚进行破碎和第一筛分，分别收集第一筛下物和第一筛上物；对步骤1)获得的第一筛下物进行酸洗，获得第一石英砂；2)对步骤1)获得的第一筛上物进行高温焙烧处理，获得含方石英砂的表面析晶层与熔融石英玻璃砂分离的混合物料；3)对步骤2)获得的混合物料进行自磨和第二筛分，取第二筛下物获得第一方石英砂，以及取第二筛上物获得第一熔融石英玻璃砂；4)对步骤3)第一熔融石英玻璃砂进行擦洗，并进行湿法筛分收集第四筛上物进行处理后得到第一高纯熔融石英玻璃砂，收集第四筛下物进行处理后获得第二高纯熔融石英玻璃砂。3.一种利用废弃石英坩埚制备方石英砂和熔融石英玻璃砂的方法，其中，所述方法包括以下步骤：1)对废弃石英坩埚进行破碎和第一筛分，分别收集第一筛下物和第一筛上物；对步骤1)获得的第一筛下物进行酸洗，获得第一石英砂；2)对步骤1)获得的第一筛上物进行高温焙烧处理，获得含方石英砂的表面析晶层与熔融石英玻璃砂分离的混合物料；3)对步骤2)获得的混合物料进行自磨和第二筛分，取第二筛下物获得第一方石英砂，以及取第二筛上物获得第一熔融石英玻璃砂；4)对步骤3)第一方石英砂进行擦洗，并进行湿法筛分收集第三筛上物进行处理后得到第一高纯方石英砂，收集第三筛下物进行处理后获得第二高纯方石英砂，以及对步骤3)第一熔融石英玻璃砂进行擦洗，并进行湿法筛分收集第四筛上物进行处理后得到第一高纯熔融石英玻璃砂，收集第四筛下物进行处理后获得第二高纯熔融石英玻璃砂。4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，所述废弃石英坩埚为在采用提拉法生产晶体硅产品中使用的石英坩埚。5.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，通过步骤1)中的破碎将所述废弃石英坩埚破碎至粒度为小于10mm的颗粒料；优选步骤1)中的破碎为采用锤式破碎机或对辊破碎机。6.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，
所述第一筛分采用直径为0.7～0.9mm，优选0.80～0
‑
85mm，进一步优选为0.83mm筛网进行筛分，优选所述筛网为方孔筛或圆孔筛。7.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，步骤2)所述的焙烧处理是在300～500℃温度下进行焙烧，优选焙烧时间为1分钟以上，优选焙烧1分钟至1小时，进一步优选焙烧1分钟至20分钟。8.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，所述方法的步骤2)还包括对进行了焙烧后的第一筛下物进行水冷，并在干燥后回收作为所述混合物料，优选对所述冷却用水进行沉淀除杂后用于所述自磨。9.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，步骤3)中的自磨选自干法自磨或湿法自磨，优选自磨为在不加磨球的条件下在转速为300～500r/min条件下进行研磨，进一步优选所述自磨时间为1分钟以上，进一步优选所述自磨为1分钟至30分钟，进一步优选所述自磨为1分钟至20分钟。10.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，所述第二筛分采用直径为0.1～0.2mm，优选为0.15～0.18mm的筛网进行筛分，优选所述筛网为方孔筛或圆孔筛。11.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，所述步骤4)中的擦洗是通过超声对步骤3)获得的第一方石英砂或第一熔融石英玻璃砂进行擦洗，优选所述超声频率为10～40kHz，进一步优选所述超声温度在20～80℃，进一步优选所述超声时间为10～20min，进一步优选用于进行擦洗的擦洗液的加入量为第一方石英砂或第一熔融石英玻璃砂质量的5～10倍，进一步优选对所述第一方石英砂进行擦洗的所述擦洗液按质量份计包括：冰乙酸1～20份，水100～200份；或者对所述第一熔融石英玻璃砂进行擦洗的所述擦洗液按质量份计包括：草酸1～20份，水100～200份。12.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，所述步骤4)中的湿法筛分是将擦洗后的物料采用直径为0.1～0.2mm，优选为0.15～0.18mm的筛网进行筛分，优选所述筛网为方孔筛或圆孔筛。13.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，对湿法筛分后的第三筛上物、第三筛下物或第四筛上物、第四筛下物进行处理是指利用超纯水洗涤至冲洗液pH呈为7；通过烘干，获得第一高纯方石英、第二高纯方石英或第一高纯熔融石英玻璃砂、第二高纯熔融石英玻璃砂。14.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭云成，代正发，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：