CN104891971A

CN104891971A - 一种高纯石英陶瓷料浆的制作方法

Info

Publication number: CN104891971A
Application number: CN201510260933.9A
Authority: CN
Inventors: 司继成; 周佟; 唐倩
Original assignee: NANTONG ROBUST QUARTZ MATERIAL CO Ltd
Current assignee: NANTONG ROBUST QUARTZ MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2015-05-20
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2015-09-09

Abstract

本申请公开了一种高纯石英陶瓷料浆的制作方法，通过选取尺寸为40～80mm的废品太阳能石英坩埚碎片；经过酸溶液进行酸洗除污、用清水清洗、干燥、两次球磨，得到高纯度料浆。由此，将太阳能行业的废品坩埚得以利用起来，将石英坩埚碎片拣选、酸洗、清洗、干燥、粉碎球磨后，得到SiO2含量超过99.90％的高纯料浆。

Description

一种高纯石英陶瓷料浆的制作方法

技术领域

本发明涉及石英陶瓷料浆，尤其涉及一种高纯石英陶瓷料浆的制作方法。

背景技术

石英陶瓷又称熔融石英陶瓷、石英玻璃陶瓷、石英玻璃烧结制品、熔融石英烧结制品,它是采用熔融石英为原料，经粉碎、成形、烧成等一系列陶瓷工艺制备的制品,于20世纪60年代初最先由美国开发成功并投入批量生产。

石英陶瓷具有成本低、高温荷重软化温度高、热膨胀系数小、热稳定性好、耐化学侵蚀性好、介电性高及电阻大等优良特性,可以制成玻璃水平钢化炉用石英陶瓷辊、浮法玻璃窑用闸板砖、浮法玻璃退火炉用空心辊、铸钢用水口、金属带材热处理炉用空心辊、有色金属冶炼用水口、塞棒、流槽、坩埚、焦炉炉门，以及上升管内衬、玻璃工业用料碗、匀料筒、搅拌棒、料盆、旋转管、雷达天线罩等,广泛应用于宇宙飞船、火箭、导弹、雷达、原子能、电子、钢铁、炼焦、有色金属及玻璃等工业领域。

在石英陶瓷得到越来越广泛运用的同时，对原料也提出了更高的要求，例如军用和电子类的石英陶瓷由于对性能的要求非常高，所以对原料纯度提出了很高的要求，通常传统的石英陶瓷都是通过购买厂家提供的熔融石英块料，熔融石英颗粒料或者粉料来进行加工，由于原矿的限制，熔融石英的原料一般的纯度只能做到99.5％及以上，也有特殊工艺能做到较高纯度，一般都是超细粉末，同时成本也非常高。

此外，近几年太阳能光伏行业得到了很快速的发展，但在太阳能石英坩埚熔制过程中，容易产生很多废品坩埚，比如表面出现裂纹，导致无法使用。这些废品坩埚的原料都非常纯，一般都在SiO2含量在99.998％以上，但是多为晶体料，在经过高于2000度的高温熔制后，晶体料变成了熔融石英玻璃，而这些废品坩埚还没能重新利用起来。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种高纯石英陶瓷料浆的制作方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

根据本发明的一个方面，提供一种高纯石英陶瓷料浆的制作方法，包括以下步骤：

S1，拣选：选取尺寸为40～80mm的废品太阳能石英坩埚碎片；

S2，酸洗：将选取的石英坩埚碎片放入酸洗桶内，加入酸溶液浸泡1～5h；

S3，水洗：放出酸洗桶内的酸溶液，用清水将石英坩埚碎片上的余酸冲洗干净；

S4，浸泡：将水洗后的石英坩埚碎片放入去离子水中浸泡超过24h之后，将石英坩埚碎片捞出，并用去离子水清洗，然后滤干水份；

S5，烘干：将滤干后的石英坩埚碎片放入鼓风干燥箱内烘干；

S6，第一次球磨：将烘干后的石英坩埚碎片和去离子水放入球磨机内，石英坩埚碎片与去离子水的质量比为5:1，另外，再向球磨机中加入质量为石英坩埚碎片1.5倍的球磨介质，球磨介质采用粒径为40mm～60mm的氧化锆球，进行球磨5h；

S7，第二次球磨：向第一次球磨后的球磨机内再加入质量为步骤S6中的球磨介质的0.5倍、粒径为30mm的氧化锆球，进行球磨不少于12h；

S8，制成料浆：取出部分料浆，用300目筛过筛，当筛余量<5％时，倒出料浆，即得到高纯料浆。

本发明通过将太阳能行业的废品坩埚得以利用起来，将石英坩埚碎片拣选、酸洗、清洗、干燥、粉碎球磨后，得到SiO2含量超过99.90％的高纯料浆。

在一些实施方式中：步骤S2中的酸溶液为浓度5％～15％的HF酸。由此，能够除去石英坩埚碎片上的污染物。

在一些实施方式中：步骤S6中的球磨介质采用粒径为40mm、50mm、60mm的氧化锆球，粒径为40mm、50mm、60mm的氧化锆球质量比为5:3:2。由此，能将石英坩埚碎片初步球磨粉碎，提高球磨效率。

附图说明

图1是本发明一种高纯石英陶瓷料浆的制作方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图说明，对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种高纯石英陶瓷料浆的制作方法，包括以下步骤：

S1，拣选：选取最长尺寸为40～80mm的废品太阳能石英坩埚碎片。

选取熔制好的太阳能石英坩埚废品，如表面出现裂纹的石英坩埚，其中SiO2含量大于99.998％，用金属锤将废品石英坩埚砸碎，选取最小尺寸为大于等于40mm，最大尺寸小于等于80mm的石英坩埚碎片。

S2，酸洗：将选取的石英坩埚碎片放入酸洗桶内，加入酸溶液浸泡1～5h。

具体来说，将石英坩埚碎片放置于塑料分层架，然后将塑料分层架放入聚四氟乙烯制成的酸洗桶内，然后倒入浓度为5％～15％的HF酸，盖上桶盖，浸泡1-5h。由于废品坩埚在熔制及废品破裂中会受到模具、金属大锤等的过程污染，由此通过HF酸对石英坩埚碎片表面进行酸洗，HF酸能够腐蚀掉石英坩埚碎片被污染的表面，除去污染。

S3，水洗：放出酸洗桶内的酸溶液，用清水将石英坩埚碎片上的余酸冲洗干净。

具体来说，将塑料分层架取出，放置清洗室内，用自来水高压水枪将坩埚碎片反复冲洗，并随时用pH试纸进行检测，待冲下来的水呈中性之后，停止自来水冲洗。

S4，浸泡：将水洗后的石英坩埚碎片放入去离子水中浸泡超过24h之后，将石英坩埚碎片捞出，并用去离子水清洗，然后滤干水份。通过离子水，将石英坩埚碎片表面残余的HF酸进一步稀释除去，以保证石英陶瓷料浆的纯度。

S5，烘干：将滤干后的石英坩埚碎片放入鼓风干燥箱内烘干。

在烘干的过程中，任意选取其中10块石英坩埚碎片的重量，记录，待重量前后不变时，即可认为石英坩埚碎片已经烘干，除去水份，防止残留的水份对石英陶瓷料浆制作的影响。

S6，第一次球磨：将烘干后的石英坩埚碎片和去离子水放入球磨机内，石英坩埚碎片与去离子水的质量比为4～6:1，在本实施例中，石英坩埚碎片与去离子水的质量比为5:1。另外，再向球磨机中加入质量为石英坩埚碎片1.2～1.8倍的球磨介质，在本实施例中，加入质量为石英坩埚碎片1.5倍的球磨介质，球磨介质采用粒径为40mm～60mm的氧化锆球，球磨机以30r/min进行球磨5h；

在本实施例中，球磨介质采用粒径为40mm、50mm、60mm的氧化锆球，粒径为40mm、50mm、60mm的氧化锆球质量比为5:3:2。由此依次通过粒径为60mm、50mm、40mm的氧化锆球将石英坩埚碎片逐步的初步磨碎，为进一步细磨做准备。

S7，第二次球磨：向第一次球磨后的球磨机内再加入质量为步骤S6中的球磨介质的0.5倍、粒径为30mm的氧化锆球，球磨机以30r/min再进行球磨不少于12h。

由此通过粒径为30mm的氧化锆球，将经过初步球磨的石英坩埚碎片进一步细磨。通过两次球磨的配合，提高了球磨的效率。

具体来说，可以取20g～30g球磨后的料浆过300目筛，当筛上余料的质量含量占所取料浆的比例小于5％时制成原浆，否则继续球磨。

综上所述，本发明通过将太阳能行业的废品坩埚得以利用起来，将石英坩埚碎片拣选、酸洗、清洗、干燥、粉碎球磨后，得到SiO2含量超过99.90％的高纯料浆，可以用于对石英陶瓷性能要求较高的行业。

以上所述仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高纯石英陶瓷料浆的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，拣选：选取尺寸为40～80mm的废品太阳能石英坩埚碎片；

S6，第一次球磨：将烘干后的石英坩埚碎片和去离子水放入球磨机内，石英坩埚碎片与去离子水的质量比为4～6:1，另外，再向球磨机中加入质量为石英坩埚碎片1.2～1.8倍的球磨介质，所述球磨介质采用粒径为40mm～60mm的氧化锆球，进行球磨5h；

2.根据权利要求1所述的一种高纯石英陶瓷料浆的制作方法，其特征在于：所述步骤S2中的酸溶液为浓度5％～15％的HF酸。

3.根据权利要求1所述的一种高纯石英陶瓷料浆的制作方法，其特征在于：所述步骤S6中的球磨介质采用粒径为40mm、50mm、60mm的氧化锆球，粒径为40mm、50mm、60mm的氧化锆球质量比为5:3:2。