WO2010037473A1 - Verfahren und vorrichtung für die reinigung von sio2-körnung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung für die reinigung von sio2-körnung Download PDF

Info

Publication number
WO2010037473A1
WO2010037473A1 PCT/EP2009/006682 EP2009006682W WO2010037473A1 WO 2010037473 A1 WO2010037473 A1 WO 2010037473A1 EP 2009006682 W EP2009006682 W EP 2009006682W WO 2010037473 A1 WO2010037473 A1 WO 2010037473A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
process chamber
gas
chamber
grain
sio
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/006682
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Leber
Jörg BECKER
Original Assignee
Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg
Shin-Etsu Quartz Products Co. Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg, Shin-Etsu Quartz Products Co. Ltd. filed Critical Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg
Publication of WO2010037473A1 publication Critical patent/WO2010037473A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B32/00—Thermal after-treatment of glass products not provided for in groups C03B19/00, C03B25/00 - C03B31/00 or C03B37/00, e.g. crystallisation, eliminating gas inclusions or other impurities; Hot-pressing vitrified, non-porous, shaped glass products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/02—Pretreated ingredients
    • C03C1/022—Purification of silica sand or other minerals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B61/00—Obtaining metals not elsewhere provided for in this subclass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/001—Dry processes
    • C22B7/002—Dry processes by treating with halogens, sulfur or compounds thereof; by carburising, by treating with hydrogen (hydriding)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/14—Refining in the solid state
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/14—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined with means for agitating or moving the charge
    • F27B7/16—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined with means for agitating or moving the charge the means being fixed relatively to the drum, e.g. composite means
    • F27B7/161—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined with means for agitating or moving the charge the means being fixed relatively to the drum, e.g. composite means the means comprising projections jutting out from the wall
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • the invention relates to a method for cleaning SiO 2 grain, wherein the grain is applied to remove the impurities with a halogen-containing gas at a process temperature of at least 800 0 C in a at least one process chamber having cleaning device. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the cleaning process.
  • SiO 2 grains whether naturally occurring quartz grains or amorphous quartz glass grains and granules or recycled material, are used as raw materials for producing quartz glass.
  • the required quality in terms of purity is very high for use in optics or the semiconductor industry.
  • alkali metals, alkaline earth metals, heavy metals, iron and carbon can be detrimental to the desired properties of the silica glass products. It is therefore known to free SiO 2 grains by acid treatment or by thermochlorination of impurities.
  • the cleaning effect in this known method depends on the reaction time of the quartz powder with the chlorine-containing gas mixture and on the reaction temperature. At higher temperatures, chlorine reacts faster with the metallic impurities, so that a better cleaning effect would be expected with increasing temperature. However, agglomerates, which aggravate the further access of the treatment gas to the surface of the individual grains, form at high temperatures due to the softening of the grain. Furthermore, the cleaning effect depends on the residence time of the quartz powder in the reaction chamber. Large-particle powder usually passes through the reaction chamber faster than fine-grained powder. This can result in different purities that may vary even within a batch, depending on the temperature, grain fraction or throughput. This complicates the reproducibility of the known cleaning method.
  • WO 00/68147 furthermore discloses a "fluidized-bed process" with a vertically oriented reactor for the purification of quartz granules, in which the powder bed of quartz granules is flowed through in countercurrent with a chlorine-containing treatment gas at at least 1000 ° C.
  • This object is achieved for the method according to the invention in that mixing elements act on the SiO 2 grain to be cleaned in the process chamber.
  • the SiO 2 grain reacts at temperatures above 800 0 C, better above 1000 0 C with the halogen-containing treatment gas to metal halides or other volatile compounds, which are discharged via the exhaust gas from the process chamber.
  • the mixing elements in the process chamber it is ensured that on the one hand the treatment gas quickly attacks each particle of granulation and that the resulting gaseous compounds of the impurities are removed as quickly as possible from the SiO 2 particles. It is therefore provided for rapid gas exchange and quickly recycled unconsumed treatment gas.
  • the process chamber consists of a rotating tube which is slightly inclined, so that the injected SiO 2 grain therein is slowly moved toward the outlet, wherein the treatment gas is supplied in countercurrent.
  • the process chamber is usually heated from the outside, in addition, the treatment gas can be preheated.
  • the mixing elements arranged according to the invention in the process chamber cause intensive mixing of the SiO 2 grain during the cleaning process and ensure that the formation of grain agglomerates is avoided, especially at relatively high temperatures. In such agglomerates, the access of the treatment gas is difficult and an insufficient cleaning effect is to be feared.
  • the throughput can be optimized because the mixing elements even at shorter Residence time of the SiO 2 grain in the process chamber still ensure the required cleaning effect.
  • the mixing elements in the process chamber and SiO 2 grains can be cleaned with a wide range of grain size reproducible because the finely divided portion of the grain no longer dwells as the coarse-grained fraction in the process chamber.
  • An additional advantage for the use of the mixing elements lies in the fact that there is no longer any dependence on the flowability of the SiO 2 grain which, in the course of the cleaning treatment, can change as a result of the action of temperature.
  • An advantageous embodiment of the invention is that the process temperature for the to be purified SiO 2 granules are a function of the grain size to a maximum of 1400 0 C is set.
  • a process temperature of up to 1400 ° C. is advantageous because the higher the temperature, the more reactive the impurity elements react with the halogen-containing gas and can be removed.
  • the above-mentioned mixing elements counteract this in the process chamber, so that even at relatively coarse-grained Si ⁇ 2 grains with a mean grain size of about 300 microns still process temperatures of up to 1400 0 C can be applied.
  • the average grain size to be cleaned SiO 2 grains at about 15 microns is (D 5 o value) so it has proved advantageous to the process temperature in the range between about 800 0 C to 1000 0 C set.
  • the mixing elements in the process chamber also shorten the residence time for the grain to be cleaned, so that the invention
  • the method according to the invention works very economically.
  • This also applies to SiO 2 grains to be cleaned with an average particle size of 200 ⁇ m (D 50 value), for which a process temperature in the range between approximately 1100 ° C. and 1300 ° C. is advantageously set.
  • the halogen-containing gas is preferably hydrogen chloride or a mixed gas of hydrogen chloride and an inert gas.
  • Nitrogen is preferably used as the inert gas, which is particularly cost-effective in comparison to other inert gases such as argon or helium.
  • Chlorine or mixtures of chlorine and hydrogen chloride or hydrogen chloride and nitrogen are also suitable as cleaning gas.
  • Both chlorine and the reaction product of the reaction with hydrogen-containing components, namely hydrogen chloride contribute to the purification of the SiO 2 grain by formation of volatile metal-chlorine compounds.
  • the resulting metal chlorides have a relatively low boiling point. This effect can be exacerbated by excess chlorine by replacing compounds of metallic impurities with oxygen with the corresponding chlorides. At particularly high temperatures, moreover, chlorine radicals form, which react particularly easily due to their reactivity with metallic impurities.
  • the preheating chamber is located in the immediate vicinity of the extraction of the hot reaction gases and a proportion of unreacted halogen-containing treatment gas from the process chamber.
  • the residual heat of the gases to be extracted can be utilized for the preheating process. This promotes the economy of the entire process in terms of energy utilization.
  • a particularly advantageous embodiment of the process according to the invention furthermore consists in the fact that the purified grain is after-treated without exposure to halogen-containing gas in air or oxygen. This can be achieved by post-treatment of the cleaned grain in a downstream of the process chamber material outlet chamber in the same temperature range as in the process chamber and without the action of halogen-containing gas in air or oxygen.
  • This post-treatment is also referred to as calcination and causes in air or oxygen atmosphere at relatively high temperature that any still adhering to the Si ⁇ 2 grains, halogen-containing reaction products from the cleaning step in the process chamber or unreacted residual gas components of the treatment gas are removed from the powder bed , Because this calcining step takes place immediately following the cleaning in the process chamber, the overall process is short and there is no need for a separate calcining plant.
  • a variant in which the control of the gas flow in the process chamber first treatment by means of chlorine-containing cleaning gas and then immediately an air or oxygen supply allows, can also lead to good cleaning results.
  • a further improvement in the effectiveness of the method according to the invention is the embodiment in which the halogen-containing gas is introduced as a gas shower centrally and / or on the peripheral walls in the process chamber.
  • the gas pressure which supports the mixing elements. It is important to ensure that the gas supply acts on the SiO 2 grain to be cleaned in such a way that a turbulence effect results rather than a compaction of the powder bed. This is best ensured by the mixing elements themselves being designed as a gas supply and the treatment Gas is released into the grain only if the relevant mixing element is located within the powder bed.
  • the object specified above is achieved according to the invention in that mixing elements are arranged at least in the process chamber.
  • the mixing elements By means of the mixing elements in the process chamber, it is ensured that, on the one hand, the treatment gas quickly attacks each particle of granulation and that the resulting gaseous compounds of the contaminants are removed as quickly as possible from the SiO 2 particles. It is therefore provided for rapid gas exchange and quickly recycled unconsumed treatment gas. Due to the mixing elements, it is not necessary to increase the usual gas throughput of the treatment gas and additional feeds for the treatment gas into the process chamber need not necessarily be provided.
  • the process chamber consists of a rotating tube, which is slightly inclined, so that the injected SiO 2 grain therein is slowly moved toward the outlet, wherein the treatment gas is supplied in countercurrent.
  • the process chamber is usually heated from the outside, in addition, the treatment gas can be preheated.
  • the mixing elements arranged according to the invention in the process chamber cause intensive mixing of the SiO 2 grain during the cleaning process and ensure that the formation of grain agglomerates is avoided, especially at relatively high temperatures. In such agglomerates, the access of the treatment gas is difficult and an insufficient cleaning effect is to be feared.
  • the throughput can be optimized because the mixing elements still ensure the required cleaning effect, even with a shorter residence time of the SiO 2 grain in the process chamber.
  • the advantages of the device are particularly apparent when the process chamber is designed as a rotary tube.
  • the process chamber In the rotary tube continuously to be cleaned SiO 2 grain is supplied, which slowly mixed by the rotational movement of the rotary tube and brings the mixing elements arranged in the rotary tube to the effect.
  • a process chamber in the form of a rotary tube which is slightly inclined at an angle to the horizontal facilitates the conveyance of the SiO 2 grain to the outlet of the process chamber or to a material outlet chamber adjoining the process chamber.
  • the cross-sectional shape of the rotary tube is preferably circular, but polygonal or oval cross-sectional shapes are also suitable.
  • both the process chamber and the mixing elements arranged therein consist of quartz glass, silicon carbide or silicon.
  • the mixing elements are designed as blades or webs, which protrude into the interior of the process chamber. This ensures that the bed of SiO 2 grain is thoroughly mixed during the cleaning process at all times and the treatment gas receives uniform access to all particles of the SiO 2 grain to be cleaned.
  • a further advantageous variant with respect to the design of the mixing elements is that when the mixing elements are formed as bands that spirally guided along the inner wall of the process chamber along.
  • the mixing elements act like a screw conveyor. If such mixing elements are connected directly to the inner wall of the process chamber, virtually no dead space can arise in the powder bed and the mixing of the SiO 2 granulation to be cleaned is optimally ensured.
  • the mixing elements connected to the inner wall of the process chamber can easily be set in motion from the outside via the wall of the process chamber in the case of an immovable, stationary process chamber. However, if the process chamber itself is moved, for example in the form of a rotating rotary tube, the mixing elements automatically function with the movement of the process chamber when the mixing elements are firmly connected to the inner wall of the process chamber.
  • the process chamber is preceded by a preheating chamber for the SiCV grain to be cleaned and, downstream of the process chamber, a material outlet chamber.
  • the preheating chamber is preferably in the immediate vicinity of the suction of the hot reaction gases and a proportion of unreacted halogen-containing treatment gas from the process chamber. It can thus be utilized for the preheating process, the residual heat of the gases to be extracted. This promotes the economy of the entire process in terms of energy utilization.
  • mixing elements act on the SiO 2 grain in the preheating chamber, the preheating process is made even more effective, and it only takes a relatively short residence time to bring the injected SiO 2 grain to the desired temperature.
  • the mixing elements in the preheating chamber are designed as blades or webs which protrude into the interior of the preheating chamber and basically fulfill the same there Function as the mixing elements in the process chamber. Likewise, mixing elements in the material outlet chamber have proven themselves.
  • an embodiment of the device according to the invention is advantageously characterized in that the material outlet chamber is designed as a post-treatment chamber with access of air or oxygen, but the access of halogen-containing gas is excluded.
  • This aftertreatment is also referred to as a calcination step and, in a relatively high temperature air or oxygen atmosphere, causes any halogen-containing reaction products still adhering to the SiO 2 grains from the purification step in the process chamber or unreacted residual gas fractions of the treatment gas from the powder bed be removed.
  • This aftertreatment or "calcining" immediately adjoins the process chamber, the overall flow of the process is short and the overall structure of the cleaning device is compact, so it does not require a separate aftertreatment system After treatment in air or oxygen atmosphere still takes place in the process chamber.
  • a further advantageous embodiment of the device according to the invention is characterized in that the gas supply for the halogen-containing gas in the center of the process chamber and / or is arranged as a gas shower on the peripheral walls of the process chamber.
  • the treatment gas can act directly on the Si ⁇ 2 grain to be cleaned.
  • the gas pressure achieves an additional mixing effect which supports the mixing elements. It is important to ensure that the gas supply acts on the SiO 2 grain to be cleaned in such a way that a Verwirbelungsef- Maschinen results and not about a compaction of the powder bed. This is best ensured by the mixing elements themselves are designed as a gas supply and the treatment gas is released only in the grain when the relevant mixing element is located within the powder bed. With an appropriate control technology, the gas supply can be controlled be, which also allows a sparing use of the treatment gas.
  • Figure 1 is a schematic diagram of the device according to the invention for the purification of SiO 2 granulation
  • Figure 2 is a perspective view of the process chamber with mixing elements of Figure 1 for the purification of SiO 2 - grain size;
  • FIGS. 3a, 3b show examples of the design of mixing elements in the process chamber
  • FIGS. 4a, 4b examples of the design of the gas supply in the process chamber
  • Figure 5 is a schematic sectional view of an overall view of the cleaning device according to the invention.
  • FIG 1 the entire structure of the cleaning device 1 is shown schematically.
  • the SiO 2 grain 2 to be cleaned is fed into the slightly inclined cleaning device 1 in the upper region, which is designed as a rotary tube.
  • a filling device for the SiO 2 grain to be cleaned with a block arrow with the reference numeral 3 is schematically indicated. This area is referred to as material inlet chamber or preheat chamber 4.
  • the preheating chamber 4 is touched or passed through pipelines in which the volatile contaminant compounds are removed from the grain 2 cleaned in the process chamber 5.
  • the suction or the gas outlet is represented by the directional arrow with the reference numeral 9. Because the extracted gases from the hot Come process chamber 5, their waste heat can be used directly for the preheating of the cleaned SiO 2 grain 2.
  • the material discharge chamber 6 Between the process chamber 5 is arranged. Since the device operates on the countercurrent principle, the treatment gas is fed in the form of HCl gas at the lower end of the process chamber 5 or in the region of the material outlet 6.
  • the gas inlet is indicated by the arrow with the reference numeral 8.
  • the entire apparatus 1, ie preheating chamber 4, process chamber 5 and material discharge chamber 6 as well as the gas pipes projecting into the apparatus, consists of quartz glass.
  • the material discharge chamber 6 has a material removal device for the cleaned SiO 2 granule, which is indicated schematically in FIG. 1 by a block arrow with the reference numeral 14.
  • the device can be brought to the desired process temperature by an external or internal heating of the process chamber 5, not shown in FIG.
  • the incoming HCI gas may be preheated.
  • the mixing elements 7 In the interior of the process chamber 5 are mixing elements 7 as they can be seen in the illustration of Figure 2.
  • the mixing elements are designed as four blades 7 a, which initially receive the SiO 2 grain 2 during the rotational movement of the process chamber 5 and then allow it to trickle off again from the blade during the further course.
  • the mixing elements 7 can also have other geometric shapes.
  • the mixing elements 7 are designed in the form of V-shaped webs 7 b, which are connected to the inner wall of the process chamber 5.
  • Another variant for the mixing elements 7 is shown in FIG 3b with two straight webs 7c, which protrude from the inner wall of the process chamber into the interior of the process chamber 5.
  • FIG. 4 a shows the cross section of a process chamber in which radial wall segments designed as chambers are arranged on the inner wall, which on the one hand shows the supply of the treatment gas.
  • the segments of the gas supply or of the mixing elements immersed in the SiO 2 grain 2 release the treatment gas there, while they do not introduce any treatment gas outside the powder bed at any other time.
  • the mixing elements 7e are designed as hemispherical or half-shell-shaped chambers which, as soon as they dip into the powder bed of SiO 2 grain 2, release the halogen-containing treatment gas to the SiO 2 grain 2 to be cleaned.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of an entire cleaning device 1 for the method according to the invention.
  • this device 1 shows a combination of mixing elements 7 with gas supply chambers 10, which in the process chamber 5 bring the treatment gas directly to the grain 2 to be cleaned.
  • the mixing elements 7 c are in this case webs which are mounted on the axially extending gas supply chambers 10. These mixing elements can also be designed in the form of a screw conveyor attached to the gas feed chambers 10.
  • the device is equipped with a rotary feedthrough 11, which allows the control of the treatment gas at the process chamber 5 designed as a rotary tube in combination with a gas supply device 13.
  • the SiO 2 grain 2 is post-treated under an air atmosphere at 1200 0 C to 1300X.
  • a heating coil 12 is provided on the inner wall of the material discharge chamber 6.
  • This embodiment of the device 1 shows a combination of several design details that can be applied advantageously for the method according to the invention.
  • Example 1 The method according to the invention will be explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments and the illustrations in the aforementioned figures.
  • Example 1 The method according to the invention will be explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments and the illustrations in the aforementioned figures.
  • Example 1 Example 1 :
  • the SiO 2 grain 2 to be cleaned is an already pre-cleaned grain of naturally occurring quartz sand, which is commercially available under the name "IOTA Standard.”
  • the mean grain diameter in this quartz grain is about 200 ⁇ m, the fine fraction having a grain size below 63 ⁇ m is about 2% by weight.
  • the impurities present in this SiO 2 granulation are indicated in Table 1 below in the line "IOTA standard”.
  • the pre-purified quartz grain 2 is continuously fed into the VorSCkam- mer 4 the cleaning device 1, and there preheated to approximately 800 0 C.
  • the total length of the cleaning device 1 is about 250 cm, the diameter of the process chamber designed as a rotary tube is typically 20 cm.
  • the heating of the granulation 2 in the preheating chamber 4 is effected by the waste heat of the suction lines passing through the preheating chamber 4 for the treatment gas and the gaseous Verunreingungsverbin- connections from the graining treatment in the process chamber 5.
  • In the preheating mixing elements 7 are arranged to clean the Mix SiO 2 grain, preheat evenly and simultaneously move in the direction of the process chamber.
  • the preheating 4 passes into the process chamber 5, but is partially separated by a constriction in the cross section of this.
  • the separation causes a certain accumulation of the powder bed in the preheating chamber before it then forcibly passes through the narrowed outlet opening of the preheating chamber 4 into the process chamber 5.
  • the SiO 2 grain 2 is finally lapped by HCl gas, wherein a temperature in the range of about 1200 0 C is set. At this temperature, under the action of the halogen-containing treatment gas and additionally by the mixing elements 7 located in the process chamber 5, a very good cleaning effect can be achieved.
  • the residence time of the approximately 40 kg SiO 2 granules in the is about 2 hours.
  • HCI gas or a mixture of HCl gas and nitrogen is fed into the process chamber 5, the gas supply passages being guided through the material discharge chamber 6.
  • the treatment gas is 2 grains in the material discharge chamber 6 already preheated by the residual heat of the gerei--adjusted SiO 6 about 500 0 C before it enters the process chamber.
  • the grain size 2 to be cleaned according to Example 2 is a finely divided, synthetic SiO 2 grain 2 having an average grain diameter of 15 ⁇ m.
  • the grain 2 is first fed as well as in Example 1 in the preheating chamber 4 and there preheated to 800 0 C. Subsequently, the SiO 2 grain 2 passes into the process chamber 5, where it is treated at about 950 0 C with HCl gas or a mixture of HCl gas with nitrogen.
  • mixing elements 7 are mounted, which mix the finely divided grain during the Thermochloriervorgang and bring the HCI gas optimally to the granulation particles.
  • the HCI gas is fed into the process chamber 5 in the same way as in Example 1, that is to say, preheating of the treatment gas in the process chamber takes place first. Rialauslaufsch 6 and then the gas is fed via the mixing elements 7, 7e directly into the Körnungsbett. In order not to unnecessarily waste treatment gas, the treatment gas is supplied only while the respective mixing elements 7, 7e move in the SiO 2 grain 2.
  • the aftertreatment in the material outlet chamber is carried out analogously as indicated in Example 2.
  • the residence time of the approximately 35 kg finely divided SiO 2 granulation mass in the process chamber 5 is about 4 hours. For the finely divided grain used, a good cleaning result is achieved, which is shown in Table 1.
  • the throughput of the grain to be cleaned is about 19 kg / hour and is thus improved over the conventional method without mixing elements in the process chamber by about 30%, the degree of purification is no lower than in a comparable process without mixing elements in the process chamber.
  • a cleaning of such finely divided grain size in the fluidized bed process can achieve a roughly comparable cleaning result, but this only with a much higher gas consumption.
  • the following table shows the proportions of impurities before and after the process according to the invention for the purification of SiO 2 granules on the basis of Examples 1 and 2.
  • the concentration data relate to weight ppb.
  • the contaminant contents were measured by ICP-OES; the values marked with * by means of ICP-MS.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

Bei bekannten Verfahren zur Reinigung von SiO2-Körnungen wird eine Pulverschüttung durch einen Drehrohrofen geschickt und dabei einem halogenhaltigen Behandlungsgas ausgesetzt. Daneben sind Fließbett-Verfahren zur Thermochlorierung von SiO2-Körnungen bekannt, bei denen in der Regel mit einer stationären Pulverschüttung gearbeitet wird. Ausgehend von diesen Reinigungsverfahren wird erfindungsgemäss ein verbessertes Reinigungsverfahren und eine dafür geeignete Vorrichtung vorgeschlagen, bei der Mischelemente in der Prozesskammer auf die zu reinigende SiO2-Körnung einwirken. Das halogenhaltige Gas ist vorzugsweise Chlorwasserstoff, HCl.

Description

Patentanmeldung Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG
Verfahren und Vorrichtung für die Reinigung von SiO2-Körnung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Siθ2-Körnung, wobei die Körnung zur Entfernung der Verunreinigungen mit einem halogenhaltigen Gas bei einer Prozesstemperatur von mindestens 8000C in einer mindestens eine Prozesskammer aufweisenden Reinigungsvorrichtung beaufschlagt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Reinigungsverfahrens.
Siθ2-Körnungen, sei es natürlich vorkommende Quarzkörnungen oder auch amorphe Quarzglaskörnungen sowie Granulate oder Recyclingmaterial, werden als Rohstoff zur Quarzglasherstellung eingesetzt. Die erforderliche Qualität in Bezug auf die Reinheit ist für die Anwendung in der Optik oder der Halbleiterindustrie sehr hoch. Insbesondere Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Schwermetalle, Eisen und Kohlenstoff können sich schädlich auf die gewünschten Eigenschaften der Quarzglasprodukte auswirken. Es ist daher bekannt Siθ2-Körnung durch eine Säurebehandlung oder durch Thermochlo- rierung von Verunreinigungen zu befreien.
Ein gattungsgemäßes Verfahren für eine kontinuierliche Reinigung von Quarzpulver und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in EP-A 0 737 653 beschrieben. Es wird darin vorgeschlagen, das zu reinigende Quarzpulver kontinuierlich einem elektrisch beheizten Drehrohrofen aus Quarzglas zuzuführen, in dem es nacheinander eine Vorheizkammer, eine Reaktionskammer und eine Gas-Desorptionskammer durchläuft. In der Vorheizkammer wird das Quarzglas auf ca. 800 0C erwärmt und anschließend in der Reaktionskammer bei einer Temperatur von 1300 0C mit einem Gasgemisch aus Chlor und Chlorwasserstoff behandelt. Dabei reagieren Alkali- und Erdalkaliverunreinigungen des Quarzpulvers mit dem chlorhaltigen Gasgemisch unter Bildung gasförmiger Metallchloride. Das Behandlungsgas und die gasförmigen Reaktionsprodukte werden anschließend abgesaugt. Der Reinigungseffekt hängt bei diesem bekannten Verfahren von der Reaktionsdauer des Quarzpulvers mit dem chlorhaltigen Gasgemisch und von der Reaktionstemperatur ab. Bei höheren Temperaturen reagiert Chlor schneller mit den metallischen Verunreinigungen, so dass mit steigender Temperatur ein besserer Reinigungseffekt zu erwarten wäre. Allerdings bilden sich bei hohen Temperaturen aufgrund des Erweichens der Körnung Agglomerate, die den weiteren Zutritt des Behandlungsgases zur Oberfläche der einzelnen Körner erschweren. Weiterhin hängt der Reinigungseffekt von der Verweilzeit des Quarzpulvers in der Reaktionskammer ab. Großkörniges Pulver durch- läuft die Reaktionskammer üblicherweise schneller als feinkörniges Pulver. Dadurch können sich unterschiedliche Reinheiten ergeben, die sogar innerhalb einer Charge, je nach Temperatur, Kornfraktion oder Durchsatz unterschiedlich sein können. Dies erschwert die Reproduzierbarkeit des bekannten Reinigungsverfahrens.
Aus WO 00/68147 ist weiterhin ein „Fließbettverfahren" mit einem vertikal orientierten Reaktor für die Reinigung von Quarzkörnung bekannt. Dabei wird die Pulverschüttung aus Quarzkörnung bei mindestens 10000C im Gegenstrom mit einem chlorhaltigen Behandlungsgas durchströmt. Bei einer entsprechend hohen Strömungsgeschwindigkeit des Behandlungsgases kann die Partikelschicht im laminaren Gasstrom leicht angehoben werden. Für eine effektive Reinigung ist dieses Verfahren jedoch sehr kostenintensiv, da man einen sehr hohen Gasdurchsatz benötigt. Weitere Maßnahmen wie eine zusätzlich vorgesehene Gasdusche im unteren Pulverbett gestalten dieses Verfahren und die dazu notwendige Vorrichtung besonders aufwändig und kostspielig. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und ein einfaches und kostensparendes Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Reinigung von Quarzkörnung anzugeben, ohne dass Einbußen hinsichtlich des Reinigungs- effekts zu verzeichnen sind.
Diese Aufgabe wird für das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gelöst, dass in der Prozesskammer Mischelemente auf die zu reinigende SiO2- Körnung einwirken. Die SiO2-Körnung reagiert bei Temperaturen oberhalb von 8000C, besser oberhalb von 10000C mit dem halogenhaltigen Behand- lungsgas zu Metallhalogeniden oder anderen flüchtigen Verbindungen, die über das Abgas aus der Prozesskammer abgeführt werden. Durch die Mischelemente in der Prozesskammer wird sichergestellt, dass zum Einen das Behandlungsgas schnell an jedes Körnungspartikel angreift und dass die entstehenden gasförmigen Verbindungen der Verunreinigungen möglichst schnell von den SiO2-Partikeln entfernt werden. Es wird also für raschen Gasaustausch gesorgt und schnell unverbrauchtes Behandlungsgas wieder zugeführt. Durch die Mischelemente ist es nicht notwendig den üblichen Gasdurchsatz des Behandlungsgases zu erhöhen; auch eine zusätzliche Einspeisung für das Behandlungsgas in die Prozesskammer ist nicht unbe- dingt erforderlich. Üblicherweise besteht die Prozesskammer aus einem rotierenden Rohr, das leicht schräg gestellt ist, so dass die eingespeiste SiO2- Körnung darin langsam in Richtung Auslauf fortbewegt wird, wobei das Behandlungsgas im Gegenstrom zugeführt wird. Die Prozesskammer wird in der Regel von außen beheizt, zusätzlich kann das Behandlungsgas vorge- heizt werden. Die erfindungsgemäß in der Prozesskammer angeordneten Mischelemente bewirken eine intensive Durchmischung der SiO2-Körnung während des Reinigungsvorgangs und sorgen dafür, dass gerade bei höheren Temperaturen die Bildung von Körnungsagglomeraten vermieden wird. Bei solchen Agglomeraten ist der Zutritt des Behandlungsgases erschwert und ein ungenügender Reinigungseffekt ist zu befürchten. Weiterhin kann der Durchsatz optimiert werden, da die Mischelemente auch bei kürzerer Verweilzeit der Siθ2-Körnung in der Prozesskammer dennoch den erforderlichen Reinigungseffekt gewährleisten. Beim Einsatz der Mischelemente in der Prozesskammer können auch SiO2-Körnungen mit einem weiten Korngrößenspektrum reproduzierbar gereinigt werden, da der feinteilige Anteil der Körnung nicht länger als der grobkörnige Anteil in der Prozesskammer verweilt. Ein zusätzlicher Vorteil für den Einsatz der Mischelemente liegt darin, dass dadurch keine Abhängigkeit mehr von der Rieselfähigkeit der SiO2- Körnung besteht, die sich im Verlauf der Reinigungsbehandlung durch die Temperatureinwirkung überdies verändern kann.
Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung besteht darin, dass die Prozesstemperatur für die zu reinigende SiO2-Körnung in Abhängigkeit der Korngröße auf maximal 14000C eingestellt wird. Eine Prozesstemperatur von bis zu 14000C ist vorteilhaft, da je höher die Temperatur desto reaktiver setzen sich die Verunreinigungselemente mit dem halogenhaltigen Gas um und können abgeführt werden. Bei derart hohen Temperaturen besteht insbesondere für feinteilige SiO2-Körnungen die Gefahr des Agglomeratbildung durch teilweise Zusammensintern der Partikel. Dem wirken die vorgenannten Mischelemente in der Prozesskammer entgegen, so dass zumindest bei relativ grobkörnigen Siθ2-Körnungen mit einer mittleren Korngröße von etwa 300 μm noch Prozesstemperaturen von bis 14000C angewendet werden können.
Liegt dagegen die mittlere Korngröße der zu reinigenden SiO2-Körnung bei etwa 15μm (D5o-Wert) so hat es sich als vorteilhaft erwiesen die Prozess- temperatur im Bereich zwischen etwa 8000C und 10000C einzustellen. So können Energiekosten gespart werden und durch die Mischelemente in der Prozesskammer wird trotz relativ niedriger Temperatur dennoch gewährleistet, dass das Behandlungsgas an die feinteiligen Partikel vordringt und dort seine Wirkung tut. Die Mischelemente in der Prozesskammer verkürzen überdies die Verweilzeit für die zu reinigende Körnung, so dass das erfin- dungsgemäße Verfahren sehr wirtschaftlich arbeitet. Dies gilt auch für zu reinigende Siθ2-Körnungen mit einer mittleren Korngröße von 200 μm (D50- Wert), für die vorteilhaft eine Prozesstemperatur im Bereich zwischen etwa 11000C und 13000C eingestellt wird.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das halogenhaltige Gas vorzugsweise Chlorwasserstoff oder ein Mischgas aus Chlorwasserstoff und einem Inertgas ist. Als Inertgas wird vorzugsweise Stickstoff eingesetzt, was im Vergleich zu anderen Inertgasen wie Argon oder Helium besonders kostengünstig ist. Auch Chlor oder Gemische aus Chlor und Chlorwasserstoff oder Chlorwasserstoff und Stickstoff sind als Reinigungsgas geeignet. Sowohl Chlor als auch das Reaktionsprodukt der Reaktion mit wasserstoffhaltigen Komponenten, nämlich Chlorwasserstoff tragen zur Reinigung der SiO2- Körnung durch Bildung flüchtiger Metall-Chlor-Verbindungen bei. Die entstehenden Metallchloride weisen einen relativ niedrigen Siedepunkt auf. Dieser Effekt kann durch Chlorüberschuss noch verstärkt werden, indem Verbindungen metallischer Verunreinigungen mit Sauerstoff durch die entsprechenden Chloride ersetzt werden. Bei besonders hohen Temperaturen bilden sich überdies Chlorradikale, die aufgrund ihrer Reaktivität mit metallischen Verunreinigungen besonders leicht reagieren.
Besonders vorteilhaft ist die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens hinsichtlich eines besonders effizienten Reinigungsgrades, wenn die SiO2- Körnung in einer Vorheizkammer vorgewärmt wird. Da wie oben erläutert die Reaktivität mit steigender Temperatur zunimmt, ist es vorteilhaft, wenn die zu reinigende Siθ2-Körnung schon beim Eintritt in die Prozesskammer vorge- heizt ist. Da das Verfahren meist im Gegenstrom mit dem halogenhaltigen Behandlungsgas angewendet wird, liegt die Vorheizkammer in unmittelbarer Nähe der Absaugung der heißen Reaktionsgase und eines Anteils nichtum- gesetzten halogenhaltigen Behandlungsgas aus der Prozesskammer. Es kann somit die Restwärme der abzusaugenden Gase für den Vorwärmvor- gang ausgenutzt werden. Dies fördert die Wirtschaftlichkeit des gesamten Verfahrens hinsichtlich der Energieausnutzung. Wenn in der Vorheizkammer Mischelemente auf die SiO2-Kömung einwirken, wird der Vorheizprozess effektiver gestaltet und es braucht nur eine relativ kurze Verweilzeit um die eingespeiste SiO2-Körnung auf die gewünschte Temperatur zu bringen.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver- fahrens besteht weiterhin darin, dass die gereinigte Körnung ohne Einwirkung von halogenhaltigem Gas in Luft oder Sauerstoff nachbehandelt wird. Dies kann dadurch erreicht werden, dass Nachbehandlung der gereinigten Körnung in einer der Prozesskammer nachgeordneten Materialauslaufkammer im gleichen Temperaturbereich wie in der Prozesskammer und ohne Einwirkung von halogenhaltigem Gas in Luft oder Sauerstoff erfolgt. Diese Nachbehandlung wird auch als Kalzinierschritt bezeichnet und bewirkt in Luft- oder Sauerstoffatmosphäre bei relativ hoher Temperatur, dass eventuelle doch noch an den Siθ2-Körnern anhaftenden, halogenhaltigen Reaktionsprodukte aus dem Reinigungsschritt in der Prozesskammer oder auch nichtumgesetzten Restgasanteile des Behandlungsgases aus dem Pulverbett entfernt werden. Dadurch dass dieser Kalzinierschritt gleich im An- schluss an die Reinigung in der Prozesskammer erfolgt, ist der Gesamtablauf des Verfahrens kurz und es bedarf keiner separaten Kalzinieranlage. Eine Variante, bei der die Regelung der Gasführung in der Prozesskammer zuerst die Behandlung mittels chlorhaltigen Reinigungsgas und gleich anschließend eine Luft- bzw. Sauerstoffzufuhr ermöglicht, kann ebenfalls zu guten Reinigungsergebnissen führen.
Eine weitere Verbesserung in der Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt die Ausführungsform dar, bei der das halogenhaltige Gas als Gasdusche zentral und/oder an den peripheren Wänden in die Prozesskammer eingeleitet wird. Hierbei wird durch den Gasdruck ein zusätzlicher Mischeffekt erzielt, der den der Mischelemente unterstützt. Es ist dabei darauf zu achten, dass die Gaszuführung derart auf die zu reinigende SiO2- Körnung einwirkt, dass sich ein Verwirbelungseffekt ergibt und nicht etwa ein Verdichten des Pulverbetts. Am besten gewährleistet wird dies, indem die Mischelemente selbst als Gaszufuhr ausgebildet sind und das Behandlungs- gas nur dann in die Körnung freigegeben wird, wenn das betreffende Mischelement sich innerhalb des Pulverbetts befindet.
Hinsichtlich der Vorrichtung zur Durchführung des Reinigungsverfahrens wird die oben angegebene Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest in der Prozesskammer Mischelemente angeordnet sind. Durch die Mischelemente in der Prozesskammer wird sichergestellt, dass zum Einen das Behandlungsgas schnell an jedes Körnungspartikel angreift und dass die entstehenden gasförmigen Verbindungen der Verunreinigungen möglichst schnell von den Siθ2-Partikeln entfernt werden. Es wird also für raschen Gasaustausch gesorgt und schnell unverbrauchtes Behandlungsgas wieder zugeführt. Durch die Mischelemente ist es nicht notwendig den üblichen Gasdurchsatz des Behandlungsgases zu erhöhen und zusätzlichen Einspei- sungen für das Behandlungsgas in die Prozesskammer müssen nicht unbe- dingt vorgesehen sein. Üblicherweise besteht die Prozesskammer aus einem rotierenden Rohr, das leicht schräg gestellt ist, so dass die eingespeiste SiO2-Körnung darin langsam in Richtung Auslauf fortbewegt wird, wobei das Behandlungsgas im Gegenstrom zugeführt wird. Die Prozesskammer wird in der Regel von außen beheizt, zusätzlich kann das Behandlungsgas vorge- heizt werden. Die erfindungsgemäß in der Prozesskammer angeordneten Mischelemente bewirken eine intensive Durchmischung der Siθ2-Körnung während des Reinigungsvorgangs und sorgen dafür, dass gerade bei höheren Temperaturen die Bildung von Körnungsagglomeraten vermieden wird. Bei solchen Agglomeraten ist der Zutritt des Behandlungsgases erschwert und ein ungenügender Reinigungseffekt ist zu befürchten. Weiterhin kann der Durchsatz optimiert werden, da die Mischelemente auch bei kürzerer Verweilzeit der SiO2-Körnung in der Prozesskammer dennoch den erforderlichen Reinigungseffekt gewährleisten. Beim Einsatz der Mischelemente in der Prozesskammer können auch Siθ2-Körnungen mit einem weiten Korngrö- ßenspektrum reproduzierbar gereinigt werden, da der feinteilige Anteil der Körnung nicht länger als der grobkörnige Anteil in der Prozesskammer ver- weilt. Ein zusätzlicher Vorteil für den Einsatz der Mischelemente liegt darin, dass dadurch keine Abhängigkeit mehr von der Rieselfähigkeit der SiO2- Körnung besteht, die sich im Verlauf der Reinigungsbehandlung durch die Temperatureinwirkung überdies verändern kann.
Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auf die Ausführungsformen gemäß den entsprechenden Unteransprüche verwiesen.
So zeigen sich die Vorteile der Vorrichtung besonders, wenn die Prozesskammer als Drehrohr ausgebildet ist. In das Drehrohr wird kontinuierlich zu reinigende SiO2-Körnung zugeführt, die durch die Drehbewegung des Drehrohres langsam durchmischt und die im Drehrohr angeordneten Mischelemente zur Wirkung bringt. Eine in einem Winkel zur Horizontalen leicht schräg gestellte Prozesskammer in Form eines Drehrohres erleichtert darüber hinaus die Förderung der SiO2-Körnung zum Auslass der Prozesskam- mer oder zu einer an die Prozesskammer anschließenden Materialauslasskammer. Die Querschnittsform des Drehrohres ist vorzugsweise kreisförmig, es sind aber auch mehreckige oder ovale Querschnittsformen geeignet.
Um Probleme eines potenziellen Eintrags von Verunreinigungen durch das Material der Reinigungsvorrichtung selbst zu vermeiden, bestehen sowohl die Prozesskammer als auch die darin angeordneten Mischelemente aus Quarzglas, aus Siliziumcarbid oder aus Silizium.
Es hat sich weiterhin bewährt, wenn die Mischelemente als Schaufeln oder Stege ausgebildet sind, die in den Innenraum der Prozesskammer hineinragen. Damit wird gewährleistet, dass die Schüttung der Siθ2-Körnung jeder- zeit während des Reinigungsverfahrens gut durchmischt wird und das Behandlungsgas gleichmäßig Zutritt zu allen Partikeln der zu reinigenden SiO2- Körnung erhält.
Eine weitere vorteilhafte Variante in Bezug auf die Ausgestaltung der Mischelemente ist die, wenn die Mischelemente als Bänder ausgebildet sind, die spiralförmig an der Innenwandung der Prozesskammer entlang geführt sind. Hierdurch wirken die Mischelemente wie eine Förderschnecke. Sind derartige Mischelemente direkt mit der Innenwand der Prozesskammer verbunden, so kann praktisch kein Totraum im Pulverbett entstehen und die Durchmi- schung der zu reinigenden Siθ2-Körnung ist optimal gewährleistet. In einer besonders einfachen Ausführungsform können die mit der Innenwand der Prozesskammer verbundenen Mischelemente im Falle einer unbeweglichen, feststehenden Prozesskammer leicht von außen über die Wand der Prozesskammer in Bewegung gesetzt werden. Wenn die Prozesskammer aber selbst bewegt wird beispielweise in Form eines rotierenden Drehrohres, so funktionieren die Mischelemente automatisch mit der Bewegung der Prozesskammer wenn die Mischelemente mit der Innenwand der Prozesskammer fest verbunden sind.
Es hat sich weiterhin bewährt, wenn der Prozesskammer vorgeschaltet eine Vorheizkammer für die zu reinigende SiCVKörnung und nachgeschaltet der Prozesskammer eine Materialauslaufkammer angeordnet ist. Da wie oben erläutert die Reaktivität mit steigender Temperatur zunimmt, ist es vorteilhaft, wenn die zu reinigende Siθ2-Körnung schon beim Eintritt in die Prozesskammer vorgeheizt ist. Da das Verfahren in der Regel im Gegenstrom mit dem halogenhaltigen Behandlungsgas angewendet wird, liegt die Vorheizkammer bevorzugt in unmittelbarer Nähe der Absaugung der heißen Reaktionsgase und eines Anteils nichtumgesetzten halogenhaltigen Behandlungsgas aus der Prozesskammer. Es kann somit die Restwärme der abzusaugenden Gase für den Vorwärmvorgang ausgenutzt werden. Dies fördert die Wirtschaftlichkeit des gesamten Verfahrens hinsichtlich der Energieausnutzung. Wenn zusätzlich in der Vorheizkammer Mischelemente auf die SiO2- Körnung einwirken, wird der Vorheizprozess noch effektiver gestaltet und es braucht nur eine relativ kurze Verweilzeit um die eingespeiste SiO2-Körnung auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Die Mischelemente in der Vor- heizkammer sind als Schaufeln oder Stege ausgebildet, die in den Innenraum der Vorheizkammer hineinragen und erfüllen dort prinzipiell die gleiche Funktion wie die Mischelemente in der Prozesskammer. Ebenso haben sich auch Mischelemente in der Materialauslaufkammer bewährt.
Darüber hinaus zeichnet sich eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhaft dadurch aus, dass die Materialauslaufkammer als Nachbehandlungskammer mit Luft- oder Sauerstoffzutritt ausgebildet ist, der Zutritt von halogenhaltigem Gas jedoch ausgeschlossen ist. Diese Nachbehandlung wird auch als Kalzinierschritt bezeichnet und bewirkt in Luft- oder Sauerstoffatmosphäre bei relativ hoher Temperatur, dass eventuelle doch noch an den SiO2-Körnern anhaftenden, halogenhaltigen Reaktionsprodukte aus dem Reinigungsschritt in der Prozesskammer oder auch nichtumgesetz- ten Restgasanteile des Behandlungsgases aus dem Pulverbett entfernt werden. Dadurch dass diese Nachbehandlungs- oder „Kalzinierkammer" gleich an die Prozesskammer anschließt, ist der Gesamtablauf des Verfahrens kurz und der Gesamtaufbau der Reinigungsvorrichtung kompakt. Es bedarf also keiner separaten Nachbehandlungsanlage. Grundsätzlich ist auch eine Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung möglich, bei der durch entsprechende Gasregelung die Nachbehandlung in Luft- bzw. Sauerstoffatmosphäre noch in der Prozesskammer stattfindet.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Gaszufuhr für das halogenhaltige Gas im Zentrum der Prozesskammer und/oder als Gasdusche an den peripheren Wänden der Prozesskammer angeordnet ist. So kann das Behandlungsgas direkt auf die zu reinigende Siθ2-Körnung einwirken. Außerdem wird durch den Gasdruck ein zusätzlicher Mischeffekt erzielt, der den der Mischelemen- te unterstützt. Es ist dabei darauf zu achten, dass die Gaszuführung derart auf die zu reinigende SiO2-Körnung einwirkt, dass sich ein Verwirbelungsef- fekt ergibt und nicht etwa ein Verdichten des Pulverbetts. Am besten gewährleistet wird dies, indem die Mischelemente selbst als Gaszufuhr ausgebildet sind und das Behandlungsgas nur dann in die Körnung freigegeben wird, wenn das betreffende Mischelement sich innerhalb des Pulverbetts befindet. Mit einer entsprechenden Regelungstechnik kann die Gaszufuhr gesteuert werden, was überdies einen sparsamen Einsatz des Behandlungsgases ermöglicht.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen im Einzelnen in schema- tischer Darstellung
Figur 1 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Reinigung von Siθ2-Körnung;
Figur 2 eine perspektivische Darstellung der Prozesskammer mit Mischelementen aus Fig.1 für die Reinigung von SiO2- Körnung;
Figuren 3a, 3b Beispiele für die Ausgestaltung von Mischelementen in der Prozesskammer;
Figuren 4a, 4b Beispiele für die Ausgestaltung der Gaszufuhr in die Pro zesskammer, und
Figur 5 eine schematisches Schnittbild einer Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung.
In Figur 1 wird schematisch der gesamte Aufbau der Reinigungsvorrichtung 1 wiedergegeben. Die zu reinigende SiO2-Körnung 2 wird in die als Drehrohr ausgebildete, leicht schräg gestellte Reinigungsvorrichtung 1 im oberen Bereich zugeführt. In Figur 1 ist eine Einfüllvorrichtung für die zu reinigende SiO2-Körnung mit einem Blockpfeil mit der Bezugsziffer 3 schematisch gekennzeichnet. Dieser Bereich wird mit Materialeinlaufkammer oder mit Vorheizkammer 4 bezeichnet. Die Vorheizkammer 4 wird von Rohrleitungen be- rührt oder durchlaufen, in denen die flüchtigen Verunreinigungsverbindungen aus der in der Prozesskammer 5 gereinigten Körnung 2 abgeführt werden. In Figur 1 ist die Absaugung bzw. der Gasauslass durch den Richtungspfeil mit der Bezugsziffer 9 dargestellt. Da die abgesaugten Gase aus der heißen Prozesskammer 5 stammen, kann ihre Abwärme direkt für das Vorheizen der zu reinigenden SiO2-Körnung 2 genutzt werden.
Am entgegen gesetzten Ende der Vorrichtung 1 befindet sich die Materialauslaufkammer 6, dazwischen ist die Prozesskammer 5 angeordnet. Da die Vorrichtung nach dem Gegenstromprinzip arbeitet, wird das Behandlungsgas in Form von HCI-Gas am unteren Ende der Prozesskammer 5 bzw. im Bereich des Materialauslaufes 6 eingespeist. In Figur 1 ist der Gaseinlass durch den Pfeil mit der Bezugsziffer 8 angedeutet. Die gesamte Vorrichtung 1 , also Vorheizkammer 4, Prozesskammer 5 und Materialauslaufkammer 6 sowie die in die Vorrichtung hinein ragenden Gasleitungen, besteht aus Quarzglas. Die Materialauslaufkammer 6 weist eine Materialentnahmevorrichtung für die gereinigte Siθ2-Körnung auf, die in Figur 1 mit einem Blockpfeil mit der Bezugsziffer 14 schematisch angedeutet ist. Die Vorrichtung kann durch eine in der Figur 1 nicht dargestellte, äußere oder innere Heizung der Prozesskam- mer 5 auf die gewünschte Prozesstemperatur gebracht werden. Zusätzlich kann das einströmende HCI-Gas vorgeheizt sein. Im Innern der Prozesskammer 5 befinden sich Mischelemente 7 wie sie in der Darstellung gemäß Figur 2 zu sehen sind. Hier sind die Mischelemente als vier Schaufeln 7a ausgebildet, die die Siθ2-Körnung 2 während der Drehbewegung der Pro- zesskammer 5 zunächst aufnehmen und dann im weiteren Verlauf wieder von der Schaufel abrieseln lassen. Wie aus den Figuren 3a und 3b ersichtlich können die Mischelemente 7 auch andere geometrische Formen aufweisen. Gemäß Figur 3a sind die Mischelemente 7 in Form von V-förmigen Stegen 7b ausgebildet, die mit der Innenwand der Prozesskammer 5 verbunden sind. Eine andere Variante für die Mischelemente 7 zeigt Figur 3b mit zwei geraden Stegen 7c, die von der Innenwand der Prozesskammer in den Innenraum der Prozesskammer 5 hineinragen.
Die Figuren 4a und 4b zeigen zwei Varianten der Mischelemente bzw. der Gaszuführung. Bei Figur 4a wird der Querschnitt einer Prozesskammer ge- zeigt, bei der radiale als Kammern ausgebildete Wandsegmente an der Innenwand angeordnet sind, die einerseits die Zuführung des Behandlungsga- ses darstellen und zugleich als Mischelemente 7d in der Prozesskammer wirken. Die Segmente der Gaszuführung bzw. der Mischelemente, die in die Siθ2-Körnung 2 eintauchen, geben dort das Behandlungsgas frei, während sie zu einem anderen Zeitpunkt außerhalb des Pulverbettes kein Behand- lungsgas einlassen. In Figur 4b sind die Mischelemente 7e als halbkugelförmige oder halbschalenförmige Kammern ausgeführt, die, sobald sie in das Pulverbett aus Siθ2-Körnung 2 eintauchen, das halogenhaltige Behandlungsgas an die zu reinigende Siθ2-Körnung 2 abgeben.
In Figur 5 wird in einem schematischen Schnittbild eine gesamte Reini- gungsvorrichtung 1 für das erfindungsgemäße Verfahren gezeigt. Diese Vorrichtung 1 zeigt insbesondere eine Kombination von Mischelementen 7 mit Gaszuführkammern 10, die in der Prozesskammer 5 das Behandlungsgas direkt an die zu reinigende Körnung 2 heranbringen. Die Mischelemente 7c sind in diesem Fall Stege, die auf den in axialer Richtung verlaufenden Gas- zuführkammern 10 angebracht sind. Diese Mischelemente können auch in Form einer auf den Gaszuführkammern 10 befestigten Förderschnecke ausgebildet sein. Die Vorrichtung ist mit einer Drehdurchführung 11 ausgestattet, die an der als Drehrohr ausgebildeten Prozesskammer 5 in Kombination mit einer Gaszuführeinrichtung 13 die Regelung des Behandlungsgases erlaubt. In der Materialauslaufkammer 6 wird die Siθ2-Körnung 2 unter Luftatmosphäre bei 12000C bis 1300X nachbehandelt. Zum Erhitzen der Materialauslaufkammer 6 einerseits und zum Vorheizen des Gastroms andererseits ist eine Heizspirale 12 an der Innenwand der Materialauslaufkammer 6 vorgesehen. Diese Ausführungsform der Vorrichtung 1 zeigt eine Kombination mehrere Gestaltungsdetails, die in vorteilhafter Weise für das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden können.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von Ausführungsbeispielen und den Darstellungen in den vorgenannten Figuren näher erläutert. Beispiel 1 :
Die zu reinigende SiO2-Körnung 2 ist eine bereits vorgereinigte Körnung aus natürlich vorkommenden Quarzsand, der unter der Bezeichnung „IOTA Standard" im Handel erhältlich ist. Der mittlere Korndurchmesser beträgt bei dieser Quarzkörnung etwa 200 μm, wobei der Feinanteil mit einer Korngröße unterhalb von 63 μm bei etwa 2 Gew.-% liegt. Die in dieser SiO2-Körnung vorliegenden Verunreinigungen sind in der unten aufgeführten Tabelle 1 in der Zeile „lOTA-Standard" angegeben.
Die vorab gereinigte Quarzkörnung 2 wird kontinuierlich in die Vorheizkam- mer 4 der Reinigungsvorrichtung 1 eingespeist und dort auf ca. 8000C vorgeheizt. Die Gesamtlänge der Reinigungseinrichtung 1 beträgt etwa 250 cm, der Durchmesser der als Drehrohr ausgebildeten Prozesskammer beträgt typischerweise 20 cm . Das Aufheizen der Körnung 2 in der Vorheizkammer 4 geschieht durch die Abwärme der durch die Vorheizkammer 4 hindurch geführten Absaugleitungen für das Behandlungsgas und die gasförmigen Verunreingungsverbin- dungen aus der Körnungsbehandlung in der Prozesskammer 5. In der Vorheizkammer sind Mischelemente 7 angeordnet, die die zu reinigende SiO2- Körnung durchmischen, dabei gleichmäßig vorheizen und gleichzeitig in Richtung der Prozesskammer fortbewegen. Die Vorheizkammer 4 geht in die Prozesskammer 5 über, ist aber durch eine Verengung im Querschnitt von dieser teilweise abgetrennt ist. Die Abtrennung bewirkt einen gewissen Stau der Pulverschüttung in der Vorheizkammer bevor diese dann zwangsweise durch die verengte Austrittsöffnung der Vorheizkammer 4 in die Prozess- kammer 5 übertritt.
In der Prozesskammer 5 wird die SiO2-Körnung 2 schließlich von HCI-Gas umspült, wobei eine Temperatur im Bereich von etwa 12000C eingestellt wird. Bei dieser Temperatur ist unter Einwirkung des halogenhaltigen Behandlungsgases und zusätzlich durch die in der Prozesskammer 5 befindli- chen Mischelemente 7 eine sehr gute Reinigungswirkung zu erzielen. Die Verweilzeit der etwa 40 kg umfassenden SiO2-Körnungsmasse in der Pro- zesskammer beträgt etwa 2 Stunden. Als Behandlungsgas wird HCI-Gas oder ein Gemisch von HCI-Gas und Stickstoff in die Prozesskammer 5 eingespeist, wobei die Gaszuführungen durch die Materialauslaufkammer 6 geführt sind. Dadurch wird das Behandlungsgas von der Restwärme der gerei- nigten 6 Siθ2-Körnung in der Materialauslaufkammer 6 bereits auf etwa 5000C vorgeheizt bevor es in die Prozesskammer 5 eintritt. Der Gaseintritt in der Prozesskammer erfolgt über Gaszutrittsöffnungen an der Innenwand der Prozesskammer 5, oder alternativ oder zusätzlich auch über Mischelemente 7d, 7e, die als entsprechende Gaszufuhrkammern ausgebildet sind. Hat die SiO2-Körnung die Prozesskammer durchlaufen so wird sie in die Materialauslaufkammer 6 befördert, in der sie noch einmal einige Zeit ebenfalls bei 1200°C unter Luftatmosphäre nachbehandelt wird. In dieser Nachbehandlungsphase werden Restanteile des Behandlungsgases, die an der Körnung noch anhaften entfernt. Für die eingesetzte „Standard"-Körnung wird ein gu- tes Reinigungsergebnis erreicht, das aus Tabelle 1 ersichtlich ist. Der Durchsatz der zu reinigenden Körnung ist damit gegenüber dem herkömmlichen Verfahren ohne Mischelemente in der Prozesskammer um etwa 20 % verbessert.
Beispiel 2:
Bei der gemäß Beispiel 2 zu reinigenden Körnung 2 handelt es sich um eine feinteilige, synthetische SiO2-Körnung 2 mit einem mittleren Korndurchmesser von 15 μm. Die Körnung 2 wird genauso wie in Beispiel 1 zunächst in die Vorheizkammer 4 eingespeist und dort auf 8000C vorgeheizt. Anschließend gelangt die SiO2-Körnung 2 in die Prozesskammer 5, wo sie bei etwa 9500C mit HCI-Gas oder einem Gemisch von HCI-Gas mit Stickstoff behandelt wird. Gerade bei der feinteiligen Körnung ist es wichtig, dass insbesondere in der Prozesskammer 5 Mischelemente 7 angebracht sind, die die feinteilige Körnung während des Thermochloriervorgang durchmischen und das HCI-Gas optimal an die Körnungspartikel heranführen. Das HCI-Gas wird prinzipiell in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 in die Prozesskammer 5 eingespeist, d.h. es erfolgt zunächst eine Vorwärmen des Behandlungsgases in der Mate- rialauslaufkammer 6 und anschließend wird das Gas über die Mischelemente 7, 7e direkt in das Körnungsbett eingespeist. Um nicht unnötig Behandlungsgas zu verbrauchen wird das Behandlungsgas nur zugeführt während die jeweiligen Mischelemente 7,7e sich in der SiO2-Körnung 2 bewegen. Die Nachbehandlung in der Materialauslaufkammer erfolgt analog wie in Beispiel 2 angegeben. Die Verweilzeit der etwa 35 kg umfassenden feinteiligen SiO2- Körnungsmasse in der Prozesskammer 5 beträgt etwa 4 Stunden. Für die eingesetzte feinteilige Körnung wird ein gutes Reinigungsergebnis erreicht, das aus Tabelle 1 ersichtlich ist. Der Durchsatz der zu reinigenden Körnung beträgt etwa19 kg/Stunde und ist damit gegenüber dem herkömmlichen Verfahren ohne Mischelemente in der Prozesskammer um etwa 30 % verbessert, wobei der Reinigungsgrad keinesfalls geringer ist als bei einem vergleichbaren Prozess ohne Mischelemente in der Prozesskammer. Eine Reinigung von derart feinteiliger Körnung im Fluidbett-Verfahren kann ein etwa vergleichbar gutes Reinigungsergebnis erzielen, - dies jedoch nur mit einem wesentlich höheren Gasverbrauch.
Die nachfolgende Tabelle zeigt die Anteile an Verunreinigungen vor und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren für die Reinigung von SiO2- Körnung anhand der Beispiele 1 und 2 . Die Konzentrationsangaben beziehen sich auf Gew.-ppb. Die Verunreinigungsgehalte wurden mittels ICP-OES gemessen; die mit * gekennzeichneten Werte mittels ICP-MS.
Tabelle 1
Figure imgf000019_0001

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Reinigen von Siθ2-Körnung (2), wobei die Körnung zur Entfernung der Verunreinigungen mit einem halogenhaltigen Gas bei einer Prozesstemperatur von mindestens 8000C in einer mindestens eine Prozesskammer (5) aufweisenden Reinigungsvorrichtung (1) beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der Prozesskammer (5) Mischelemente (7; 7a; 7b; 7c; 7d; 7e) auf die zu reinigende Siθ2-Körnung (2) einwirken.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesstemperatur für die zu reinigende Siθ2-Körnung (2) in Abhängigkeit der Korngröße auf maximal 1400°C eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesstemperatur für zu reinigende SiO2-Körnungen (2) mit einer mittleren Korngröße von 15μm im Bereich zwischen etwa 8000C und 10000C eingestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesstemperatur für zu reinigende SiO2-Körnungen (2) mit einer mittle- ren Korngröße von 200 μm im Bereich zwischen etwa 11000C und
1300°C eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das halogenhaltige Gas vorzugsweise Chlorwasserstoff oder ein Mischgas aus Chlorwasserstoff und einem Inertgas ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die Siθ2-Körnung (2) in einer Vorheizkammer (4) vorgewärmt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gereinigte Körnung ohne Einwirkung von halogenhal- tigem Gas in Luft oder Sauerstoff nachbehandelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachbe- handlung in einer der Prozesskammer (5) nachgeordneten Materialauslaufkammer (6) im gleichen Temperaturbereich wie in der Prozesskammer (5) erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass das halogenhaltige Gas als Gasdusche (10) zentral und/oder an den peripheren Wänden in die Prozesskammer (5) eingeleitet wird.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 umfassend eine Reinigungsvorrichtung (1) mit mindestens einer beheizbaren Prozesskammer (5) zur Aufnahme der zu reinigenden Siθ2-Körnung (2) und einer Gaszuführung für ein halogenhaltige Gas, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der Prozesskammer (5) Mischelemente (7; 7a; 7b; 7c; 7d; 7e) angeordnet sind.
11.Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesskammer (5) als Drehrohr ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesskammer (5) und die darin angeordneten Mischelemente (7; 7a; 7b; 7c; 7d; 7e)aus Quarzglas, aus Siliziumcarbid oder aus Silizium bestehen.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen 10 bis 12, da- durch gekennzeichnet, dass die Mischelemente (7a; 7c) als Schaufeln oder Stege ausgebildet sind, die in den Innenraum der Prozesskammer (5) hineinragen.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischelemente (7) als Bänder ausgebildet sind, die spiralförmig an der Innenwandung der Prozesskammer entlang geführt sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischelemente (7; 7a; 7b; 7c; 7d; 7e) mit der Innenwand der Prozesskammer (5) verbunden sind.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozesskammer (5) vorgeschaltet eine Vorheizkammer (4) und nachgeschaltet eine Materialauslaufkammer (6) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorheizkammer (4) und/oder der Materialauslaufkammer (6) Mischelemente (7; 7a; 7b; 7c; 7d; 7e) angeordnet sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialauslaufkammer (6) als Nachbehandlungskammer mit Luftoder Sauerstoffzutritt ausgebildet ist, der Zutritt von halogenhaltigem Gas jedoch ausgeschlossen ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeich- net, dass die Gaszufuhr für das halogenhaltige Gas im Zentrum der Prozesskammer (5) und/oder als Gasdusche (10) an den peripheren Wänden der Prozesskammer (5) angeordnet ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Prozesskammer (5) angeordneten Mischelemente (7d; 7e) mit einer Gaszufuhreinrichtung versehen sind und damit als Gasdusche (10) wirken.
PCT/EP2009/006682 2008-09-30 2009-09-16 Verfahren und vorrichtung für die reinigung von sio2-körnung WO2010037473A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008049598.0 2008-09-30
DE200810049598 DE102008049598A1 (de) 2008-09-30 2008-09-30 Verfahren und Vorrichtung für die Reinigung von SiO2-Körnung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010037473A1 true WO2010037473A1 (de) 2010-04-08

Family

ID=41394131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/006682 WO2010037473A1 (de) 2008-09-30 2009-09-16 Verfahren und vorrichtung für die reinigung von sio2-körnung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102008049598A1 (de)
WO (1) WO2010037473A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110756569A (zh) * 2019-11-07 2020-02-07 朱建月 一种用于熔融飞灰的新型处理设备
EP3739283A1 (de) 2019-05-17 2020-11-18 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren zur behandlung rieselfähiger anorganischer körnung sowie zur durchführung des verfahrens geeignetes drehrohr

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013009961A1 (de) * 2013-05-17 2014-12-04 BLüCHER GMBH Drehrohr und Drehrohrofen zur Herstel1ung von Aktivkohle
US20170121217A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-04 Unimin Corporation Purified quartz powder modified for cladding optic fiber cable
CN116282046B (zh) * 2023-02-23 2024-06-04 成都理工大学 一种硅灰的提纯装置及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US534491A (en) * 1895-02-19 Sand-drier
DE3531876C1 (en) * 1985-09-06 1987-04-30 Riedhammer Ludwig Gmbh Rotary tube for a rotary tubular kiln and rotary tubular kiln
US5637284A (en) * 1995-04-10 1997-06-10 Heraeus Quarzglas Gmbh Process for continuous refining of quartz powder
WO2000068147A1 (de) * 1999-05-07 2000-11-16 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg VERFAHREN ZUM REINIGEN VON SiO2-PARTIKELN, VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS UND NACH DEM VERFAHREN HERGESTELLTE KÖRNUNG
WO2002023110A2 (en) * 2000-09-11 2002-03-21 Cadence Environmental Energy, Inc. Mixing high temperature gases in mineral kilns

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB834383A (en) * 1958-05-23 1960-05-04 Standard Telephones Cables Ltd Improvements in or relating to methods of removing impurities from silica
FR2201123B1 (de) * 1972-10-02 1976-01-30 Cime Bocuze Fr
DE3321589C1 (de) * 1983-06-15 1984-06-28 Heraeus Quarzschmelze Gmbh, 6450 Hanau Verfahren zum Reinigen von Quarzsand
DE3710328A1 (de) * 1987-03-28 1988-10-06 Kernforschungsanlage Juelich Festbett-drehrohrreaktor
DE3836934A1 (de) * 1988-10-29 1990-05-03 Heraeus Schott Quarzschmelze Verfahren zum reinigen von teilchenfoermigem siliziumdioxid

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US534491A (en) * 1895-02-19 Sand-drier
DE3531876C1 (en) * 1985-09-06 1987-04-30 Riedhammer Ludwig Gmbh Rotary tube for a rotary tubular kiln and rotary tubular kiln
US5637284A (en) * 1995-04-10 1997-06-10 Heraeus Quarzglas Gmbh Process for continuous refining of quartz powder
WO2000068147A1 (de) * 1999-05-07 2000-11-16 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg VERFAHREN ZUM REINIGEN VON SiO2-PARTIKELN, VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS UND NACH DEM VERFAHREN HERGESTELLTE KÖRNUNG
WO2002023110A2 (en) * 2000-09-11 2002-03-21 Cadence Environmental Energy, Inc. Mixing high temperature gases in mineral kilns

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3739283A1 (de) 2019-05-17 2020-11-18 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren zur behandlung rieselfähiger anorganischer körnung sowie zur durchführung des verfahrens geeignetes drehrohr
US11674755B2 (en) 2019-05-17 2023-06-13 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Method for treating pourable, inorganic grain, and rotary tube suitable for performing the method
CN110756569A (zh) * 2019-11-07 2020-02-07 朱建月 一种用于熔融飞灰的新型处理设备

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008049598A1 (de) 2010-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0850881B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Eisenoxiden aus salzsauren eisenchloridhaltigen Lösungen
EP3390292B1 (de) Herstellung einer synthetischen quarzglaskörnung
EP2834199B1 (de) Verfahren zur herstellung synthetischer quarzglaskörnung
EP3000790B1 (de) Verfahren für die Herstellung von synthetischem Quarzglas aus SiO2-Granulat und geeignetes SiO2-Granulat dafür
DE2245432C2 (de)
EP3390305B1 (de) Herstellung von quarzglaskörpern aus siliziumdioxidgranulat
EP2632865B1 (de) Verfahren zur herstellung synthetischer quarzglaskörnung
DE102009059016B4 (de) Verfahren zur Behandlung einer aus Quarzsand oder Quarzglas bestehenden Körnung
EP1098846B1 (de) Verfahren zum reinigen von sio2-partikeln und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
EP2376375B1 (de) Verfahren zur herstellung von hochreinem siliciumnitrid
DE102011112662B4 (de) Verfahren zum Behandeln von metallurgischem Silizium
DE102009037155B3 (de) Verfahren und Anlage zur Herstellung von Trichlorsilan
EP3390302B1 (de) Herstellung eines quarzglaskörpers in einem schmelztiegel aus refraktärmetall
EP2844618B1 (de) Verfahren zur herstellung synthetischer quarzglaskörnung
WO2010037473A1 (de) Verfahren und vorrichtung für die reinigung von sio2-körnung
WO2013149882A1 (de) Verfahren zur herstellung eines formkörpers aus elektrogeschmolzenem synthetischem quarzglas
EP1927580A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Eisenpulver oder Stahlpulver aus Eisenoxid-Pulver durch Oxidation und Reduktion
DE3727646A1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen raffination von silicium
EP2284123A1 (de) Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus nanostrukturiertem Kohlenstoffmaterial und gereinigtes nanostrukturiertes Kohlenstoffmaterial
EP3868905B1 (de) Verfahren und system zur implementierung eines kalk-kohlendioxid-kreislaufs bei der eisen- und stahlproduktion
DE68915446T2 (de) Gesinterte agglomerate mit hohem titangehalt.
DE19651691C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erschmelzen von Glas mit gleichzeitiger Abgasreinigung
DE102011004750A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Verarbeiten eines SiO2-haltigen Materials
DE19855816A1 (de) Verfahren für die Reinigung von Si0¶2¶-Körnung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE3637981A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung hochporoeser formlinge

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09778543

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09778543

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1