CN102249250B - 一种二氧化硅的提纯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种二氧化硅的提纯方法，依次包括步骤：1）将二氧化硅置于600～1200温度下，连续通入50～300sccm二氧化碳和50～300sccm水蒸气2～6小时后，经冷却至100～200℃；2）将冷却后的二氧化硅倒入5～10%的盐酸中经充分搅拌，然后用去离子水清洗至中性后烘干，即得到提纯后的二氧化硅。本发明方法工艺简单、条件温和，适用于工业化生产；采用本发明方法提纯后的二氧化硅，能满足半导体和光伏产业用特种石英玻璃制品生产的实际需要。
Description
技术领域
本发明属于无机材料技术领域，尤其涉及一种二氧化硅的提纯方法。
背景技术
随着半导体和光伏产业的迅速发展， 为满足半导体和光伏产业用特种石英玻璃制品生产的实际需要，高纯二氧化硅的制备技术越来越受到关注。有关二氧化硅中锂、钠、钾、硼、磷等杂质元素的除去方法至今不是太明确，二氧化硅的纯度大多依赖于石英矿自身的品质，很难同时兼顾到锂、钠、钾、硼、磷几种元素同时低于1ppm以下。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种工艺简单、条件温和、能除去二氧化硅中锂、钠、钾、硼、磷等杂质元素的二氧化硅提纯方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种二氧化硅的方法，依次包括以下步骤：
1）将二氧化硅置于600~1200℃温度下，连续通入50~300 sccm二氧化碳和50~300 sccm水蒸气2~6 小时后，经冷却至100~200℃；
2）将冷却后的二氧化硅倒入5~10%的盐酸中经充分搅拌，然后用去离子水清洗至中性后烘干，即得到提纯后的二氧化硅。
作为优选：
1、步骤1）中二氧化硅的尺寸为0.044~0.42mm；
2、步骤1）中装二氧化硅的容器为石英或陶瓷容器。
本方法的技术方案是在高温环境下，利用二氧化碳的剥蚀作用以及与碱金属的高温反应，将云母、长石等杂质剥离，并且与晶格外的碱金属和碱土金属反应生成可溶于酸的碳酸盐。利用水蒸汽在高温环境下可以与磷、硼等非金属其氧化物杂质发生反应，生成固定的酸溶于水中，从而达到提纯二氧化硅的效果。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
1、本发明方法工艺简单、条件温和，适用于工业化生产；
2、采用本发明方法能除去二氧化硅中锂、钠、钾、硼、磷等微量杂质元素，使二氧化硅中锂、钠、钾、硼、磷元素的含量均低于1ppm；
3、采用本发明方法提纯后的二氧化硅，能满足半导体和光伏产业用特种石英玻璃制品生产的实际需要。
具体实施方式
下面将通过实施例进一步说明本发明。
实施例1
将粒径为0.42mm的二氧化硅放入石英或陶瓷容器中，在600℃温度下，连续通入50sccm二氧化碳和50sccm水蒸气6小时；经冷却至100℃后，将二氧化硅倒入10%的盐酸中经充分搅拌，然后用去离子水清洗至中性后烘干，即得到提纯后的二氧化硅。本实施例提纯后的二氧化硅中锂、钠、钾、硼、磷元素的含量分别降为为0.9ppm、0.875ppm、0.7ppm、0.1ppm、0.75ppm。
实施例2
将粒径为0.125mm的二氧化硅放入石英或陶瓷容器中，在900℃温度下，连续通入250 sccm二氧化碳和250 sccm水蒸气4小时；经冷却至130℃；将冷却后的二氧化硅倒入5%的盐酸中经充分搅拌，然后用去离子水清洗至中性后烘干，即得到提纯后的二氧化硅。本实施例提纯后的二氧化硅中锂、钠、钾、硼、磷元素的含量分别降为0.725ppm、0.625ppm、0.7ppm、0.2ppm、0.8ppm。
实施例3
将粒径为0.044mm的二氧化硅放入石英或陶瓷容器中，在1200℃温度下，连续通入300 sccm二氧化碳和300 sccm水蒸气2小时；经冷却至200℃；将冷却后的二氧化硅倒入9%的盐酸中经充分搅拌，然后用去离子水清洗至中性后烘干，即得到提纯后的二氧化硅。本实施例提纯后的二氧化硅中锂、钠、钾、硼、磷元素的含量分别降为0.8ppm、0.5ppm、0.825ppm、0.225ppm、0625ppm。
Claims (3)
1.一种二氧化硅的提纯方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
1）将二氧化硅置于600～1200℃温度下，连续通入50～300sccm二氧化碳和50～300sccm水蒸气2～6小时后，经冷却至100～200℃；
2）将冷却后的二氧化硅倒入5～10%的盐酸中经充分搅拌，然后用去离子水清洗至中性后烘干，即得到提纯后的二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的二氧化硅的提纯方法，其特征在于：
所述的步骤1）中二氧化硅的尺寸为0.044～0.42mm。
3.根据权利要求1或2所述的二氧化硅的提纯方法，其特征在于：
所述的步骤1）中装二氧化硅的容器为石英或陶瓷容器。
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