由废弃石英坩埚生产方石英砂和熔融石英砂的方法及产品技术

本申请涉及利用废弃石英坩埚制备高纯方石英砂和/或高纯熔融石英玻璃砂的方法，包括1)对废弃石英坩埚进行破碎和第一筛分；2)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)对混合物料进行自磨和第二筛分；4)对粗制第一方石英砂进行擦洗，并进行湿法筛分除去第三筛上物，取第三筛下物进行处理后获得高纯方石英砂，以及对第一熔融石英玻璃砂进行擦洗，并进行湿法筛分除去第四筛下物，取第四筛上物进行处理后获得高纯熔融石英玻璃砂。本申请还涉及利用上述方法制备的高纯方石英砂和/或高纯熔融石英玻璃砂。融石英玻璃砂。

【技术实现步骤摘要】
由废弃石英坩埚生产方石英砂和熔融石英砂的方法及产品


[0001]本申请涉及晶体生长
，具体地，涉及利用废弃石英坩埚制备高纯方石英砂或高纯熔融石英玻璃砂的方法，还涉及利用废弃石英坩埚同时制备高纯方石英砂和高纯熔融石英玻璃砂，以及由此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，在晶体硅的制备过程中，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。
[0003]方石英具有高白度、较高的散射能力，良好的消光效果，抗腐蚀、耐刻划、耐擦洗，耐高温等良好的性质。近年来，已广泛用于精密铸造、电子材料、生物化工、航空航天等领域。当前方石英材料的制备，主要通过石英原矿高温煅烧制成，高品质的石英原矿在我国是很稀有的，同时进口价格非常高，随着我国高新产业的不断扩大发展，对于方石英的需求也越来越大。
[0004]高纯熔融石英玻璃砂的纯度高，膨胀系数低是重要的工业矿物原料，用于玻璃、铸造、陶瓷及防火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂冶金建筑、化工、塑料、橡胶、磨料、滤料等工业。随着我国高新产业的发展，对于高纯石英玻璃砂也有着一定的需求。

技术实现思路

[0005]本申请意在提供如下方案：
[0006]1.一种利用废弃石英坩埚制备高纯方石英砂的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
[0007]1)对废弃石英坩埚进行破碎和第一筛分，除去第一筛下物，取第一筛上物；
[0008]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；
[0009]3)对步骤2)获得的混合物料进行自磨和第二筛分，除去第二筛上物，取第二筛下物获得第一方石英砂；
[0010]4)对步骤3)第一方石英砂进行擦洗，并进行湿法筛分除去第三筛上物，取第三筛下物进行处理后获得高纯方石英砂。
[0011]2.一种利用废弃石英坩埚制备高纯熔融石英玻璃砂的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
[0012]1)对废弃石英坩埚进行破碎和第一筛分，除去第一筛下物，取第一筛上物；
[0013]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；
[0014]3)对步骤2)获得的混合物料进行自磨和第二筛分，除去第二筛下物，取第二筛上物获得第一熔融石英玻璃砂；
[0015]4)对步骤3)第一熔融石英玻璃砂进行擦洗，并进行湿法筛分除去第四筛下物，取第四筛上物进行处理后获得高纯熔融石英玻璃砂。
[0016]3.一种利用废弃石英坩埚制备高纯方石英砂和高纯熔融石英玻璃砂的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
[0017]1)对废弃石英坩埚进行破碎和第一筛分，除去第一筛下物，取第一筛上物；
[0018]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；
[0019]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；
[0020]4)对步骤3)粗制第一方石英砂进行擦洗，并进行湿法筛分除去第三筛上物，取第三筛下物进行处理后获得高纯方石英砂，以及对步骤3)第一熔融石英玻璃砂进行擦洗，并进行湿法筛分除去第四筛下物，取第四筛上物进行处理后获得高纯熔融石英玻璃砂。
[0021]4.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
[0022]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。
[0023]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；
[0024]优选步骤1)中的破碎为采用锤式破碎机或对辊破碎机。
[0025]6.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
[0026]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。
[0027]7.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
[0028]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。
[0029]8.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
[0030]所述方法的步骤2)还包括对进行了焙烧后的第一筛上物进行水冷，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。
[0031]9.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
[0032]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。
[0033]10.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
[0034]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。
[0035]11.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
[0036]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，
[0037]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，
[0038]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。
[0039]12.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
[0040]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。
[0041]13.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
[0042]对湿法筛分后的第三筛下物或第四筛上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，获得高纯方石英砂或高纯熔融石英玻璃砂。
[0043]14.一种高纯方石英砂，其中，所述高纯方石英砂的平均粒度小于0.18mm，SiO2含量为98％～99.9％，Ba的含量低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用废弃石英坩埚制备高纯方石英砂的方法，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，除去第一筛下物，取第一筛上物；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，除去第二筛上物，取第二筛下物获得第一方石英砂；4)对步骤3)第一方石英砂进行擦洗，并进行湿法筛分除去第三筛上物，取第三筛下物进行处理后获得高纯方石英砂。2.一种利用废弃石英坩埚制备高纯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，除去第一筛下物，取第一筛上物；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，除去第二筛下物，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，并进行湿法筛分除去第四筛下物，取第四筛上物进行处理后获得高纯熔融石英玻璃砂。3.一种利用废弃石英坩埚制备高纯方石英砂和高纯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，除去第一筛下物，取第一筛上物；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)粗制第一方石英砂进行擦洗，并进行湿法筛分除去第三筛上物，取第三筛下物进行处理后获得高纯方石英砂，以及对步骤3)第一熔融石英玻璃砂进行擦洗，并进行湿法筛分除去第四筛下物，取第四筛上物进行处理后获得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上物进行水冷，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；或者，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。9.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。10.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。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。12.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下物或第四筛上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，获得高纯方石英砂或高纯熔融石英玻璃砂。13.一种高纯方石英砂，其中，所述高纯方...

【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：