一种石英砂提纯方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 108033454 A(43)申请公布日 2018.05.15

(21)申请号 201810048614.5(22)申请日 2018.01.18

(71)申请人 苏明杰

地址 638500 四川省广安市广安区新桥乡

峨梨村4组21号(72)发明人 苏明杰　董安华　(51)Int.Cl.

C01B 33/12(2006.01)

权利要求书1页 说明书2页

(54)发明名称

一种石英砂提纯方法(57)摘要

一种石英砂提纯方法，包括如下步骤：(1)将石英砂清洗烘干，放置在密闭容器中进行预热至800-1050摄氏度；(2)在密闭容器中充入保护气体，使用激光对预热后的石英砂进行辐照，辐照过程中同时开启超声波对准辐照中的石英砂；同时开启密闭容器的换气装置对容器内的保护气体进行循环；(3)对辐照后的石英砂进行退火处理后刻蚀。采用本发明所述的石英砂提纯方法，提纯速度快，提纯精度高，并能有效屏蔽金属离子最终得到高纯度石英砂，且提纯过程不采用化学方法，没有污染物产生。

CN 108033454 ACN 108033454 A

权　利　要　求　书

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1.一种石英砂提纯方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将石英砂清洗烘干，放置在密闭容器中进行预热至800-1050摄氏度；(2)在密闭容器中充入保护气体，使用激光对预热后的石英砂进行辐照，辐照过程中同时开启超声波对准辐照中的石英砂；同时开启密闭容器的换气装置对容器内的保护气体进行循环；

 (3)对辐照后的石英砂进行退火处理后刻蚀。2.如权利要求1所述的石英砂提纯方法，其特征在于，所述保护气体为氩气。3.如权利要求1所述的石英砂提纯方法，其特征在于，所述保护气体加入气压为1.2-2个大气压。

4.如权利要求1所述的石英砂提纯方法，其特征在于，所述步骤(3)中刻蚀厚度为1-300微米。

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CN 108033454 A

说　明　书一种石英砂提纯方法

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技术领域

[0001]本发明属于材料技术领域，涉及一种石英砂提纯方法，具体涉及一种石英砂提纯方法。

背景技术

[0002]石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒。石英石是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2。石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状；石英砂是重要的工业矿物原料，非化学危险品，广泛用于玻璃、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。高纯度的石英砂是生产石英玻璃管和石英坩埚等的重要原料，在集成电路、太阳能电池、高端电光源、光纤、航天等领域都有广泛运用。

[0003]现有的石英砂提纯技术一般采用擦洗、浮选、酸浸等，提纯精度低，难以符合高端装备制造需求，且容易产生废水和废气化工原料等污染物。发明内容

[0004]为克服现有技术存在的技术缺陷，本发明公开了一种石英砂提纯方法。[0005]本发明所述石英砂提纯方法，包括如下步骤：

(1)将石英砂清洗烘干，放置在密闭容器中进行预热至800-1050摄氏度；(2)在密闭容器中充入保护气体，使用激光对预热后的石英砂进行辐照，辐照过程中同时开启超声波对准辐照中的石英砂；同时开启密闭容器的换气装置对容器内的保护气体进行循环；

(3)对辐照后的石英砂进行退火处理后刻蚀。[0006]优选的，所述保护气体为氩气。[0007]优选的，所述保护气体加入气压为1.2-2个大气压。[0008]优选的，所述步骤(3)中刻蚀厚度为1-300微米。[0009]采用本发明所述的石英砂提纯方法，提纯速度快，提纯精度高，并能有效屏蔽金属离子最终得到高纯度石英砂，且提纯过程不采用化学方法，没有污染物产生。具体实施方式

[0010]下面对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。[0011]本发明所述本发明所述石英砂提纯方法，包括如下步骤：

(1)将石英砂清洗烘干，放置在密闭容器中进行预热至800-1050摄氏度；(2)在密闭容器中充入保护气体，使用激光对预热后的石英砂进行辐照，辐照过程中同时开启超声波对准辐照中的石英砂；同时开启密闭容器的换气装置对容器内的保护气体进行循环；

(3)对辐照后的石英砂进行退火处理后刻蚀。

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CN 108033454 A[0012]

说　明　书

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将清洗后粒度大致均匀,外表干净的石英砂颗粒放置在加热平台上,石英砂颗粒

直径在0.2-1毫米范围内,预热温度在800摄氏度以上,1050摄氏度以下,使石英砂中的主要成分二氧化硅保持固相;预热时间一般在30-90秒范围内。[0013]预热完成后，将石英砂所处的加热平台密闭，并持续通入保护气体，保护气体可以选择惰性气体中的氩气，通气气压应大于1个大气压，从而避免外界氧气进入，通气也是为超声波传递提供作用介质；以圆形激光光斑对石英砂颗粒进行照射,照射角度垂直于加热平台平面,同时开启超声波对准激光光斑覆盖区域内正在辐照中的石英砂颗粒进行作用，高温下金属离子杂质在超声波作用下气化并升华，可能吸附在容器内壁或相互吸附成为金属颗粒，从二氧化硅中析出，提高了石英砂纯度。

[0014]激光辐照和超声波作用同时进行约1-10秒时间范围后，更换石英砂继续作用并将作用完成后的石英砂进行退火，退火在保护气范围内降低温度至300-800摄氏度范围内，退火时间5-30分钟。退火完成后进行刻蚀，可用等离子体进行表面刻蚀，刻蚀厚度为1-300微米。

[0015]具体实施例1.

本发明所述本发明所述石英砂提纯方法，包括如下步骤：(1)将石英砂清洗烘干，放置在密闭容器中进行预热至850摄氏度；(2)在密闭容器中充入1.5个大气压的保护气体氩气，使用激光对预热后的石英砂进行辐照，辐照过程中同时开启超声波对准辐照中的石英砂；同时开启密闭容器的换气装置对容器内的保护气体进行循环；持续3秒

(3)对辐照后的石英砂进行退火处理，退火温度300摄氏度，刻蚀深度2微米。[0016]具体实施例2.

本发明所述本发明所述石英砂提纯方法，包括如下步骤：(1)将石英砂清洗烘干，放置在密闭容器中进行预热至1050摄氏度；(2)在密闭容器中充入2个大气压的保护气体氩气，使用激光对预热后的石英砂进行辐照，辐照过程中同时开启超声波对准辐照中的石英砂；同时开启密闭容器的换气装置对容器内的保护气体进行循环；持续8秒

(3)对辐照后的石英砂进行退火处理，退火温度560摄氏度，刻蚀深度10微米。[0017]采用本发明所述的石英砂提纯方法，提纯速度快，提纯精度高，并能有效屏蔽金属离子最终得到高纯度石英砂，且提纯过程不采用化学方法，没有污染物产生。[0018]前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

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