CN107128931A - 一种高纯石英砂动态高温酸洗装置 - Google Patents

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陈培荣
陈士斌
安庆学
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Abstract

本发明涉及一种高纯石英砂动态高温酸洗装置，包括反应釜，所述反应釜为双椎形，其外壁上包裹中空的热油夹套；该热油夹套通过导热油管与加热系统相连；所述反应釜的上下端分别设有能够开合的端盖，该端盖通过真空管与真空系统相连通，能够对所述反应釜内进行抽真空；所述反应釜的两侧设有旋转轴，分别连接两组旋转支撑单元，使该反应釜能够上下转动；所述真空管上设有若干快接头，便于拆卸后连接其他管道。本发明设计合理，结构简单，可使石英砂在较高的温度和运动状态下进行化学反应，集酸洗‑水洗‑脱水‑烘干于一体，一气呵成，提高了化学反应速度和反应均匀性，避免了二次污染，为提高产品品质创造有利条件。

Description

一种高纯石英砂动态高温酸洗装置
技术领域
本发明涉及一种化工生产装置，尤其是一种对高纯石英砂进行酸洗的装置，具体的说是一种高纯石英砂动态高温酸洗装置。
背景技术
高纯石英砂是生产高纯石英玻璃管/棒和石英玻璃坩埚的主要原材料，其原矿为天然石英矿石，除了石英外，通常含有多种杂质矿物，以及流体杂质。通过浮选、磁选、重选等手段，把虽然可以把其中的大部分杂质矿物去除掉，但很难做到把非矿物形式存在的元素杂质去除干净，影响石英砂的品质。目前，大都使用酸洗方法来去除非矿物形式存在的元素杂质，但是，此类装置大都功能单一，状态静止，且处于常温状态，使酸洗的化学反应不完全，去除杂质的效果较差。而且酸洗后，往往要把物料放出来进行水洗去除酸液，再进行脱水和烘干，工艺繁杂，还容易对产品带来二次污染。因此，需要设计一种装置，能够高效而快捷的完成酸洗，并能避免对产品的二次污染。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高纯石英砂动态高温酸洗装置，可使石英砂在较高的温度和运动状态下进行化学反应，集酸洗-水洗-脱水-烘干于一体，提高了化学反应速度和反应均匀性，并避免了对产品的二次污染。
本发明的技术方案是：
一种高纯石英砂动态高温酸洗装置，包括反应釜，所述反应釜为双椎形，其外壁上包裹中空的热油夹套；该热油夹套通过导热油管与加热系统相连；所述反应釜的上下端分别设有能够开合的端盖，该端盖通过真空管与真空系统相连通，能够对所述反应釜内进行抽真空；所述反应釜的两侧设有旋转轴，分别连接两组旋转支撑单元，使该反应釜能够上下转动；所述真空管上设有若干快接头，便于拆卸后连接其他管道。
进一步的，所述反应釜内壁上设有聚四氟乙烯或PFA涂层，耐强酸强碱腐蚀。
进一步的，所述加热系统包括导热油炉和导热油泵，并通过热油旋转接头与所述导热油管相连，能够将导热油加热后泵入所述热油夹套中，对所述反应釜进行加热。
进一步的，所述端盖上设有温度表和压力表，能够监测反应釜内的温度和压力；该端盖的下部设有接水盘。
进一步的，所述真空单元包括水环真空泵、真空罐和冷凝器，通过真空旋转接头与所述真空管相连。
进一步的，所述旋转支撑单元包括轴承，该轴承与所述反应釜上的旋转轴相连，并安装在建筑结构上，使所述反应釜悬空，并能够上下旋转。
本发明的有益效果：
本发明设计合理，结构简单，可使石英砂在较高的温度和运动状态下进行化学反应，集酸洗-水洗-脱水-烘干于一体，一气呵成，提高了化学反应速度和反应均匀性，避免了二次污染，为提高产品品质创造有利条件。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中：1-端盖；2-接水盘；3-热油夹套；4-导热油管；5-热油旋转接头；6-进油管；7-传动链轮；8-加热系统；9-回油管线系统；10-真空管；11-反应釜；12-传动支撑单元；13-真空旋转接头；14-冷凝器；15-真空罐；16-水环真空泵。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1 所示。
一种高纯石英砂动态高温酸洗装置，包括反应釜11。所述反应釜11为双椎形，其外壁上包裹中空的热油夹套3。该热油夹套3通过导热油管4与加热系统8相连；所述反应釜11的上下端分别设有能够开合的端盖1，该端盖1通过真空管10与真空系统相连通，能够对所述反应釜11内进行抽真空；所述反应釜11的两侧设有旋转轴，分别连接两组传动支撑单元12，使该反应釜11能够上下转动。所述真空管10上设有若干个快接头，便于拆卸后连接其他管道。
所述反应釜11内壁上设有聚四氟乙烯（或PFA）涂层，能够耐强酸强碱腐蚀。
所述加热系统8包括导热油炉和导热油泵，并依次通过进油管6和热油旋转接头5与所述导热油管4相连，能够将导热油加热后泵入所述热油夹套3中，对所述反应釜11进行加热。同时，该加热系统8还通过回油管线系统9与所述热油旋转接头5相连，使热油能够在加热系统8和热油夹套3之间循环流动。
所述端盖1上设有温度表和压力表，能够监测反应釜11内的温度和压力；该端盖1的下部设有接水盘2，可以承接从所述反应釜11中流出的液体。
所述真空单元包括水环真空泵16、真空罐15和冷凝器14，通过真空旋转接头13与所述真空管10相连。所述冷凝器14通过使用外部冷却水进行冷却。
所述旋转支撑单元12包括轴承，该轴承与所述反应釜11上的旋转轴相连，并安装在立柱或墙体等建筑结构上，使所述反应釜11悬空，并能够围绕所述旋转轴转动。同时，在所述反应釜11一侧的旋转轴上安装传动链轮7，并连接驱动电机等的动力系统，使所述反应釜11实现上下旋转。
本发明的工作过程为：
首先将上端盖打开，装入待处理物料，然后根据物料特性，注入强酸溶液，如氢氟酸、盐酸等溶液，或强碱溶液，如氢氧化钠等溶液。同时开启加热系统，热油炉升温，控制导热油最高温度为200℃。
盖上端盖，使反应釜旋转。根据产品要求，通过人工测定的方法，使导热油的温度在到达160℃之前任意选择某一特定温度进行恒温。
恒温结束后，停止反应釜旋转。同时，关闭加热系统，并排除反应釜中的酸液。然后开启上端盖，并卸下下端盖上的真空管的快接头，再连接水管向反应釜内注入纯水。纯水由下向上经过物料后，从上端口溢出，使反应釜中的物料得到水洗。溢出的水溶液经由接水盘得到收集。该水洗过程直到清洗物料的水溶液达到中性为止。
清洗完后，停止注水，并从注水口将物料中的游离水排除干净。然后，盖上端盖，使反应釜旋转，同时开启加热系统和真空系统，对反应釜进行加热和抽真空，对物料进行干燥。
物料干燥后，打开端盖，放出物料，包装入库。
本装置也可以在静态下使用，同时也可以不在该装置内进行水洗和真空状态下的进行烘干。根据对产品质量的需求和生产工况的不同，可灵活掌握。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种高纯石英砂动态高温酸洗装置，包括反应釜，其特征是所述反应釜为双椎形，其外壁上包裹中空的热油夹套；该热油夹套通过导热油管与加热系统相连；所述反应釜的上下端分别设有能够开合的端盖，该端盖通过真空管与真空系统相连通，能够对所述反应釜内进行抽真空；所述反应釜的两侧设有旋转轴，分别连接两组旋转支撑单元，使该反应釜能够上下转动；所述真空管上设有若干快接头，便于拆卸后连接其他管道。
2.根据权利要求1所述的高纯石英砂动态高温酸洗装置，其特征是所述反应釜内壁上设有聚四氟乙烯或PFA涂层，耐强酸强碱腐蚀。
3.根据权利要求1所述的高纯石英砂动态高温酸洗装置，其特征是所述加热系统包括导热油炉和导热油泵，并通过热油旋转接头与所述导热油管相连，能够将导热油加热后泵入所述热油夹套中，对所述反应釜进行加热。
4.根据权利要求1所述的高纯石英砂动态高温酸洗装置，其特征是所述端盖上设有温度表和压力表，能够监测反应釜内的温度和压力；该端盖的下部设有接水盘。
5.根据权利要求1所述的高纯石英砂动态高温酸洗装置，其特征是所述真空单元包括水环真空泵、真空罐和冷凝器，通过旋转接头与所述真空管相连。
6.根据权利要求1所述的高纯石英砂动态高温酸洗装置，其特征是所述旋转支撑单元包括轴承，该轴承与所述反应釜上的转轴相连，并安装在建筑结构上，使所述反应釜悬空，并能够上下旋转。
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