生产超高纯石英砂的酸洗装置及工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种生产超高纯石英砂的酸洗装置及工艺，它解决了现有技术存在酸洗不充分，生产效率低、提纯精度低、污染环境等问题，其特征在于：反应釜是由PE塑料制作的内衬（2）和由金属材料制作的外壳构成的双层结构，所述内衬（3）中部呈圆柱形，两端呈漏斗形，上部漏斗设置进出料管口（9），下部漏斗设置排液管口（8），并在下部漏斗排液管口（8）上方设置了包覆滤布的过滤网（18）；外壳是由外壳体（1）和外壳盖（2）构成，通过螺栓（19）固定套装在内衬（3）上，并在外壳体（1）的釜壁上对应安装了旋转支撑轴（4）和固定支撑轴（5），旋转支撑轴（4）通过电机驱动。通过酸液浸泡和清水漂洗后可获得超高纯精制石英砂以满足电子半导体材料的生产需求。

Acid washing equipment and process for producing ultra high purity quartz sand

The invention discloses a pickling device and a process for producing ultra-high purity quartz sand, which solves the problems of insufficient pickling, low production efficiency, low purification accuracy and environmental pollution in the prior art, and is characterized in that the reaction kettle is a double-layer bond composed of a PE plastic liner (2) and a metal material shell. The inner liner (3) is cylindrical in the middle and funnel-shaped at both ends, the upper funnel is provided with the inlet and outlet pipe (9), the lower funnel is provided with the outlet pipe (8), and a filter screen (18) coated with the filter cloth is arranged above the outlet pipe (8) of the lower funnel; the outer shell is composed of the shell body (1) and the outer shell cover (2) and passes through. The bolt (19) is fixed on the inner liner (3), and a rotating support shaft (4) and a fixed support shaft (5) are correspondingly installed on the kettle wall of the casing (1), and the rotating support shaft (4) is driven by a motor. Ultra-high purity quartz sand can be obtained by soaking in acid solution and rinsing in clean water to meet the production requirements of electronic semiconductor materials.

【技术实现步骤摘要】
生产超高纯石英砂的酸洗装置及工艺
:本专利技术属于一种物料酸洗装置，尤其是涉及到一种生产超高纯石英砂的酸洗装置及工艺。
技术介绍
:石英石亦称硅石，是一种性质坚硬、耐磨，化学性质稳定的硅酸盐类矿物，在自然界中以石英岩和脉石英存在。硅材料是石英石经破碎加工而成的各种规格、各种用途的石英颗粒，是重要的工业原材料，广泛用于电子、电工、玻璃、陶瓷、耐火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、化工、磨料等工业。因此，我们需要将磨碎后的细小石英砂进行酸洗提纯。目前，一般生产企业在酸洗过程中均采取PE塑料圆柱形水箱为设置，不仅存在底部酸洗不充分，排放酸、水速度慢，酸洗时间长、生产效率低等问题，而且不能去除石英砂内三氧化二铁等杂质，产品质量较低。
技术实现思路
:本专利技术的目的是为市场提供一种结构合理、操作简单、工作效率高、提纯效果好、环境污染少的生产超高纯石英砂的酸洗装置及工艺。本专利技术的技术方案是：生产超高纯石英砂的酸洗装置由反应釜、进出料管口、排液管口、旋转支撑轴、固定支撑轴等组成，反应釜是由PE塑料制作的内衬和由金属材料制作的外壳构成的双层结构。所述内衬中部呈圆柱形，两端呈漏斗形，上部漏斗设置进出料管口，通过设置了石英砂进出口和进液口接头的密封顶盖密封，并在该密封顶盖（11）上设置了减压阀和温度检测计。下部漏斗设置排液管口，通过设置了排液管的密封底盖密封，排液管通过三通分别连接带阀门的排水管接头和带阀门的酸液回收管接头，并在下部漏斗排液管口上方设置了包覆滤布的过滤网。外壳是由设置法兰的外壳体和设置法兰的外壳盖构成，外壳体和外壳盖通过螺栓固定套装在内衬上，并在外壳体圆柱形中部一侧釜壁上固定安装了旋转支撑轴，对应侧釜壁上设置了安装固定支撑轴的轴承座，旋转支撑轴通过电机驱动。生产超高纯石英砂的酸洗工艺，包括以下步骤：（1）酸液浸泡：关闭反应釜下部排液管上排水阀门和回酸阀门，打开上部石英砂进出口，将磨碎后的石英砂装入反应釜内，再将供酸管道与进液管接头连接，打开进液阀门向反应釜内注入混合酸溶液，然后密封石英砂进出口，关闭进液阀门，启动电机使旋转支撑轴顺时针匀速旋转，旋转过程中石英砂与混合酸溶液使釜内温度和压力不断升高，当釜内压力大于0.2Mpa时，设置在密封顶盖上的减压阀自动开启，当釜内温度达到110℃时，设置在密封顶盖上的温度检测计向自动控制电路发出信号，旋转电机自动停止；电机驱动反应釜顺时针匀速旋转3小时后，自动控制电路关闭电机使反应釜停止旋转，排液管垂直朝下，将酸液回收管与酸液回收管接头连接，打开回酸阀门，反应釜内的混合酸溶液溶液经过包覆在过滤网上的滤布自排液管口下方的排液管回流至混合酸溶液储存罐内。所述混合酸溶液是由36%的盐酸溶液、65%的硝酸溶液和98%的硫酸溶液混合而成，盐酸溶液、硝酸溶液和硫酸溶液质量比为1000：2：2，釜内加入的石英砂与混合酸溶液的重量比为2：1。（2）清水漂洗：将自来水管与反应釜上的进液管接头连接，打开进液阀门向反应釜内注满自来水，关闭进液阀门，打开电机使旋转支撑轴转动驱动反应釜顺时针匀速旋转20分钟，关闭电机使反应釜垂直竖立，将排水管道与排水管接头连接，打开排水阀门将釜内废水排空，如此反复3～6次，清洗完毕后使反应釜倒立，打开石英砂进出口即可将酸洗后的石英砂运至烘干工序加工即得超高纯石英砂成品。本专利技术的有益效果是：由于反应釜可旋转使釜内石英砂与混合酸溶液充分混合，使釜内温度达到80～120℃，酸洗速度快、可除去三氧化二铁等杂质，从而使石英纯度得到大幅度提升，具有结构合理、操作简单、劳动强度小、生产效率高、提纯效果好、酸液回收率高、环境污染少等优点，是生产低铁、超高纯石英砂后期的酸洗工序的先进生产设备。下面结合附图对本专利技术作进一步描述。附图说明:图1为本专利技术主视剖面结构示意图；图2为本专利技术俯视结构示意图。图中：1为外壳体，2为外壳盖，3为内衬，4为旋转支撑轴，5为固定支撑轴，6、7为法兰，8为排液管口，9为进出料管口，10为密封底盖，11为密封顶盖，12为石英砂进出口，13为进液口接头，14为排液管，15为、17为阀门，16为酸液回收管接头，18为过滤网，19为螺栓。具体实施方式:如图1所示，生产超高纯石英砂的酸洗装置是由反应釜、进出料管口9、排液管口8、旋转支撑轴4、固定支撑轴5等组成，反应釜是由PE塑料制作的内衬2和由金属材料制作的外壳构成的双层结构。所述内衬3中部呈圆柱形，两端呈漏斗形，上部漏斗设置进出料管口9，通过设置了石英砂进出口12和进液口接头13的密封顶盖11密封，并在该密封顶盖11上设置了减压阀和温度检测计。下部漏斗设置排液管口8，通过设置了排液管14的密封底盖10密封，排液管14通过三通分别连接带阀门15的排水管接头和带阀门17的酸液回收管接头16，并在下部漏斗排液管口8上方设置了包覆滤布的过滤网18。外壳是由套装在内衬3上的设置法兰6的外壳体1和设置法兰7的外壳盖2构成，外壳体1和外壳盖2通过螺栓19固定套装在内衬3上，并在外壳体1圆柱形中部一侧釜壁上固定安装了旋转支撑轴4，对应侧釜壁上设置了安装固定支撑轴5的轴承座，旋转支撑轴4通过电机驱动。生产超高纯石英砂的酸洗工艺，包括以下步骤：（1）酸液浸泡：关闭反应釜下部排液管上排水阀门和回酸阀门，打开上部石英砂进出口，将磨碎后的石英砂装入反应釜内，再将供酸管道与进液管接头连接，打开进液阀门向反应釜内注入混合酸溶液，然后密封石英砂进出口，关闭进液阀门，启动电机使旋转支撑轴顺时针匀速旋转，旋转过程中石英砂与混合酸溶液使釜内温度和压力不断升高，当釜内压力大于0.2Mpa时，设置在密封顶盖上的减压阀自动开启，当釜内温度达到110℃时，设置在密封顶盖上的温度检测计向自动控制电路发出信号，旋转电机自动停止。电机驱动反应釜顺时针匀速旋转3小时后，自动控制电路关闭电机使反应釜停止旋转，排液管垂直朝下，将酸液回收管与酸液回收管接头连接，打开回酸阀门，反应釜内的混合酸溶液溶液经过包覆在过滤网上的滤布自排液管口下方的排液管回流至混合酸溶液储存罐内。所述混合酸溶液是由36%的盐酸溶液、65%的硝酸溶液和98%的硫酸溶液混合而成，盐酸溶液、硝酸溶液和硫酸溶液质量比为1000：2：2，釜内加入的石英砂与混合酸溶液的重量比为2：1。（2）清水漂洗：将自来水管与反应釜上的进液管接头连接，打开进液阀门向反应釜内注满自来水，关闭进液阀门，打开电机使旋转支撑轴转动驱动反应釜顺时针匀速旋转20分钟，关闭电机使反应釜垂直竖立，将排水管道与排水管接头连接，打开排水阀门将釜内废水排空，如此反复3～6次，清洗完毕后使反应釜倒立，打开石英砂进出口即可将酸洗后的石英砂运至烘干工序加工即得超高纯石英砂成品。实施本专利技术时，以采用PE塑料一次注塑成型壁厚为25mm、釜径为2400mm、釜高为2800mm、上下漏斗口直径为400mm的内衬3，以12mm厚的碳钢板制作外壳为例，首先关闭下部排水管接头阀门15和酸液回收管接头16上的阀门17，打开石英砂进出口12，向釜内装入3吨磨碎石英砂，关闭石英砂进出口12，将进液口接头13与连接混合酸溶液储存罐的管道连接，向釜内注入1.5吨混合酸溶液，关闭进液阀门。然后打开旋转支撑轴4的驱动电机，旋转过程中石英砂与混合酸溶液使釜内温度和压力不断升高，当釜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产超高纯石英砂的酸洗装置，它包括反应釜、进出料管口（9）、排液管口（8）、旋转支撑轴（4）、固定支撑轴（5），其特征在于：反应釜是由PE塑料制作的内衬（2）和由金属材料制作的外壳构成的双层结构，所述内衬（3）中部呈圆柱形，两端呈漏斗形，上部漏斗设置进出料管口（9），通过设置了石英砂进出口（12）和进液口接头（13）的密封顶盖（11）密封，并在该密封顶盖（11）上设置了减压阀和温度检测计；下部漏斗设置排液管口（8），通过设置了排液管（14）的密封底盖（10）密封，排液管（14）通过三通分别连接带阀门（15）的排水管接头和带阀门（17）的酸液回收管接头（16），并在下部漏斗排液管口（8）上方设置了包覆滤布的过滤网（18）；外壳是由套装在内衬（3）上的设置法兰（6）的外壳体（1）和设置法兰（7）的外壳盖（2）构成，外壳体（1）和外壳盖（2）通过螺栓（19）固定套装在内衬（3）上，并在外壳体（1）圆柱形中部一侧釜壁上固定安装了旋转支撑轴（4），对应侧釜壁上设置了安装固定支撑轴（5）的轴承座，旋转支撑轴（4）通过电机驱动。

【技术特征摘要】
1.一种生产超高纯石英砂的酸洗装置，它包括反应釜、进出料管口（9）、排液管口（8）、旋转支撑轴（4）、固定支撑轴（5），其特征在于：反应釜是由PE塑料制作的内衬（2）和由金属材料制作的外壳构成的双层结构，所述内衬（3）中部呈圆柱形，两端呈漏斗形，上部漏斗设置进出料管口（9），通过设置了石英砂进出口（12）和进液口接头（13）的密封顶盖（11）密封，并在该密封顶盖（11）上设置了减压阀和温度检测计；下部漏斗设置排液管口（8），通过设置了排液管（14）的密封底盖（10）密封，排液管（14）通过三通分别连接带阀门（15）的排水管接头和带阀门（17）的酸液回收管接头（16），并在下部漏斗排液管口（8）上方设置了包覆滤布的过滤网（18）；外壳是由套装在内衬（3）上的设置法兰（6）的外壳体（1）和设置法兰（7）的外壳盖（2）构成，外壳体（1）和外壳盖（2）通过螺栓（19）固定套装在内衬（3）上，并在外壳体（1）圆柱形中部一侧釜壁上固定安装了旋转支撑轴（4），对应侧釜壁上设置了安装固定支撑轴（5）的轴承座，旋转支撑轴（4）通过电机驱动。2.一种生产超高纯石英砂的酸洗工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，酸液浸泡：关闭反应釜下部排液管上排水阀门和回酸阀门，打开上部石英砂进出口，将磨碎后的石英砂装入反应釜内，再将供酸管道与进液管接头连接，打开进液阀门向反应釜内注入混合酸溶液溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张又红，陈舒鸣，
申请(专利权)人：蕲春凯地矿材有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42