CN111517330A - 一种高纯石英砂酸化清洗装置 - Google Patents
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Abstract
一种高纯石英砂酸化清洗装置,由酸化箱、盖板、内部挡板、酸泵、吸收罐、真空机组等组成,其中酸化箱为长方体型,由2厘米厚的钢板焊接而成,内壁衬有2厘米厚的聚乙烯,并配置气体真空吸收系统来处理酸化清洗过程中产生的氢氟酸、盐酸、四氟化硅有害气体。本发明设计合理,提供一种结构简单,成本低廉,操作方便,安全环保,排料彻底的高纯石英砂酸化清洗装置。
Description
技术领域
本人发明涉及一种化工生产的装置,具体的说是一种高纯石英砂酸化清洗装置。
背景技术
高纯石英砂具有极好的化学稳定性、高绝缘耐压能力和极低的体膨胀系数,是电子核心器件、光导通讯材料、太阳能电池等高新技术产业不可缺少的重要原材料,是生产石英坩埚、制造单晶硅棒容器、芯片的基础原料。高纯石英砂最初是采用1-3级天然水晶石和优质天然石英岩类,经过精心加工而成的,但是由于自然界天然水晶的储量在不断减少,而且水晶的价格也比较贵,因此当前高纯石英砂主要从石英矿中提取出来的。天然的石英岩金属杂质及非金属杂质含量高,一般都采用鄂破、筛分、浮选、酸处理、清洗、磁选等加工工艺制成二氧化硅纯度大于或者等于99.99%的石英粉末,其中酸处理是高纯石英砂提纯过程中最为关键和核心的工艺。
高纯石英砂酸处理工艺一般采用氢氟酸及盐酸混合使用,去除大量的石英中的金属和非金属杂质,同时氢氟酸的使用,能够更好的去除石英中的晶格杂质的,能够大幅度地提高高纯石英砂的二氧化硅纯度。氢氟酸及盐酸是腐蚀性很强的酸,与石英砂反应产生有害的四氟化硅气体,同时该反应为放热化学反应,会产生一些氢氟酸气体、盐酸气体。目前国内普遍采取双锥加衬聚四氟乙烯动态酸洗装置,动态过程中具有较大的摩擦力,而且石英砂莫氏硬度很高,比聚四氟乙烯硬度大很多,容易造成内衬的聚四氟乙烯脱落;在生产过程中罐体时常有腐蚀的现象,有酸液泄露的风险,有较大的安全隐患;并且聚四氟乙烯材料贵,不容易内衬。同时氢氟酸及盐酸在稀释过程发出大量的热量,酸液温度会急剧上升,并且酸液与高纯石英砂混合,发生发热的化学反应,并不需要特别地采用夹套加热的方式。即使这种装置不采用动态的方式,也有出料难,操作繁琐,造价成本高等缺陷。
发明内容
针对现有技术的不足和缺陷,本发明设计合理,提供一种结构简单,成本低廉,操作方便,安全环保,排料彻底的高纯石英砂酸化清洗装置。
为了达到上述目的,本发明的技术方案是:一种高纯石英砂酸化清洗装置,由酸化箱、盖板、内部挡板、酸泵、吸收罐、真空机组等组成,其中酸化箱为长方体型,由2厘米厚的钢板焊接而成,内壁衬有2厘米厚的聚乙烯,并配置真空气体处理系统。
进一步的,所述酸化箱为长方体型,宽高长度一样,长是宽至少两倍以上;上底面为可移动的盖板,盖板由pp板制作而成,盖板上一对把手;左侧面上方配有进料口及进酸口;前侧面上方配有循环进酸口及空气口;后侧面上方配超纯水进水口及气体抽排口,其中气体真空排放口用ppr管连接至吸收罐中,吸收罐再用管道连接真空机组;右侧面底部有循环酸液出口和排液及排料口,其中排放口可以排放酸液、清洗液及酸处理清洗好的高纯石英砂。
进一步的,所述内部挡板为1厘米厚的钢板制作而成,全部外衬1厘米厚的聚乙烯材料,挡板中上部有1个直径为50mm的溢水口,挡板中下部有许多直径为10mm的小孔。挡板上有四块长方形的pp板, pp板上有一排固定螺旋孔,使用pp螺栓固定150目的PP过滤网。挡板上部有一对把手,挡板可从上拔出。
进一步的,所述气体真空吸收系统包括真空机组、吸收罐,用ppr管连接。可对在酸化过程中产生氢氟酸、盐酸、四氟化硅有害气体进行吸收处理。
进一步的,所述酸泵输出口连接酸化箱的循环酸液入口,用于酸化箱内部酸液循环流动,确保酸化箱中酸液含量的一致性。
进一步的,所述是其排料时可以将酸化箱的盖板打开,内部挡板可从上拔出,用移动的纯水管冲洗酸化箱内部,物料随着水一起流动出料,容易干净彻底地排出,没有多余物料的残留。
本发明的有益效果:
本发明的目的是提供一种结构简单,成本低廉,操作方便,安全环保,排料彻底的一种高纯石英砂酸化清洗装置。循环酸液的流动,确保化学反应的一致性及均匀性;酸液在稀释配置中发热及跟高纯石英砂反应为放热化学反应,确保了化学反应速度对温度因素的要求。特别不需要采用夹套加热及动态的方式,也能达到高纯石英砂提纯过程中酸处理清洗工艺的技术指标要求,降低了生产成本;气体真空吸收系统,采用氢氧化钠为吸收液,能更好的吸收整个过程中产生的氢氟酸气体、盐酸气体及四氟化硅有害气体,起到安全环保作用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中:1.酸化箱;2.球阀阀门;3.超纯水进水口;4.气体抽排口;5.内部挡板;6排液及排料口;7.球阀阀门;8.吸收罐;9.真空机组;10.循环酸液出口;11.球阀阀门;12.循环酸泵;13酸管;14.循环进酸口;15.进酸口;16.球阀阀门;17.球阀阀门;18.进料口;19.空气口;20.排气管;21.真空管道;22内部挡板固定槽。
图2是图1酸化箱的盖板的示意图。
图3是图1中5挡板的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示。
一种高纯石英砂的酸化清洗装置,包括酸化箱1,所述的酸化箱1为长方体型,宽高长度一样,长是宽至少两倍以上。上底面为可移动的盖板图2,左侧面上方配有进料口18及进酸口15,前侧面上方配有循环进酸口14及空气口19,后侧面上方配超纯水进水口3及气体抽排口4,其中气体真空排放口用ppr管道20连接至吸收罐8中,吸收罐再用管道21连接真空机组9;右侧面底部有循环酸液出口10和排液及排料口6,其中排液及排料口可以排放酸液、清洗液及酸处理清洗好的高纯石英砂。
所述的内部挡板5结构如图3所示,由1厘米厚的钢板制作而成,全部外衬1厘米厚的聚乙烯材料,挡板中上部有1个直径为50mm的溢液口,挡板中下部有许多直径为10mm的小孔。挡板上有四块长方形的pp板,pp板上有一排固定螺旋孔,使用pp螺栓固定150目的PP过滤网。挡板上部有一对把手,挡板可从上拔出。
所述的真空气体吸收系统包括真空机组9、吸收罐8,用ppr管20连接,对酸化装置在酸化过程中产生氢氟酸、盐酸、四氟化硅有害气体进行吸收处理。
所述的循环酸泵12的接入口连接酸化箱循环酸液出口10,输出口连接酸化箱3的循环进酸口14,用于酸化箱3的内部酸液循环流动,确保酸化箱中酸液含量的一致性。
所述的是其排料时可以将酸化箱3的盖板图2打开,内部挡板5可从上拔出,用移动的纯水管冲洗酸化箱3的内部,物料随着水流动一起干净彻底地排出,没有多余物料的残留。
本发明的工作过程:
1. 注入物料:首先将进料阀门打开,物料与水一起流动注入酸化箱中,物料注入完毕后,将物料大致均匀平放在酸化箱中后排水,排水完毕后盖上酸化箱盖板。
2. 进酸:打开进酸阀门,注入已配制好一定体积的氢氟酸及盐酸混合酸液,同时打开真空机组;后打开循环酸液泵,工作时间2分钟,关闭,后每10分钟打开循环酸泵工作1分钟,如此循环。
3. 排酸、清洗:待酸处理结束后,停止循环酸泵的使用;排酸,排酸完毕后,再打开超纯水阀门,用超纯水清洗物料多次,直至清洗液的电导率达到要求后,并停止清洗;同时关闭真空机组。
4.出料:将盖板移开,拔出内部挡板后,打开出料阀门,打开超纯水进水阀门,并同时用移动的超纯水管一起冲出物料直至物料完全排出。
本发明的目的是提供一种结构简单,成本低廉,操作方便,安全环保、排料彻底的一种高纯石英砂酸化清洗装置。
Claims (6)
1.一种高纯石英砂酸化清洗装置,由酸化箱、盖板、内部挡板、酸泵、吸收罐、真空机组等组成;其中酸化箱为长方体型,由2厘米厚的钢板焊接而成,内壁衬有2厘米厚的聚乙烯;配置气体真空吸收系统来处理酸化及清洗过程中产生的氢氟酸、盐酸、四氟化硅气体。
2.根据权利要求1所述的高纯石英砂酸化清洗装置,其特征是所述的酸化箱为长方体型,宽高长度一样,长是宽至少两倍以上;上底面为可移动的盖板,盖板由pp板制作而成,盖板上一对把手;左侧面上方配有进料口及进酸口;前侧面上方配有循环进酸口及空气口,后侧面上方配超纯水进水口及气体抽排口,其中气体抽排口用ppr管连接至吸收罐中,吸收罐再用管道连接真空机组;右侧面底部有循环酸液出口和排液及排料口,其中排液及排料口可以排放酸液、清洗液及酸处理清洗完成的高纯石英砂。
3.根据权利要求1所述的高纯石英砂酸化清洗装置,其特征是内部挡板为1厘米厚的钢板制作而成,全部外衬1厘米厚的聚乙烯材料;挡板中上部有1个直径为50mm的溢水口,挡板中下部有许多直径为10mm的小孔;挡板上有四块长方形的pp板,pp板上有一排固定螺旋孔,使用pp螺栓固定150目的PP过滤网;挡板上部有一对把手,内部挡板可从上拔出。
4.根据权利要求1所述的高纯石英砂酸化清洗装置,其特征是所述的气体真空吸收系统包括真空机组、吸收罐,用ppr管连接,可对在酸化及清洗过程中产生氢氟酸、盐酸、四氟化硅有害气体进行吸收处理。
5.根据权利要求1所述的高纯石英砂酸化清洗装置,其特征是所述酸泵,用于酸化箱内部酸液循环流动,确保酸化箱中酸液含量的一致性。
6.根据权利要求1所述的高纯石英砂酸化清洗装置,其特征是排料时可以将酸化箱的盖板可打开,内部挡板可从上拔出,用移动的纯水管冲洗酸化箱内部,物料随着水一起流出,容易干净彻底地排出,没有多余物料的残留。
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