一種高純石英砂連續(xù)水淬、脫水裝置制造方法
【專利摘要】一種高純石英砂連續(xù)水淬、脫水裝置，包括機(jī)架，所述機(jī)架上設(shè)有水淬槽和脫水通道，所述水淬槽底部形成一個(gè)由深到淺的過(guò)渡帶，較深一端用于進(jìn)料水淬，較淺的一端連接脫水通道用于出料脫水；所述脫水通道傾斜置于機(jī)架上，高的一端與水淬槽連接，低的一端設(shè)有出料口，通道內(nèi)設(shè)有篩網(wǎng)，所述脫水通道的中段底部設(shè)有出水口。本實(shí)用新型是實(shí)現(xiàn)連續(xù)水淬脫水的設(shè)備，他解決了長(zhǎng)期以來(lái)困擾我國(guó)高純石英砂行業(yè)水淬和脫水獨(dú)立進(jìn)行、間歇式操作、消耗大量人力物力的難題，大大提升了水淬、脫水能力和水淬效果，加快了高純石英砂生產(chǎn)的工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程，對(duì)我國(guó)石英行業(yè)的發(fā)展具有重大意義和較高的實(shí)用性。
【專利說(shuō)明】一種高純石英砂連續(xù)水淬、脫水裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種連續(xù)水淬、脫水裝置，具體為一種對(duì)高純石英砂進(jìn)行高溫水淬以打開石英中氣液包裹體的裝置及在水淬后進(jìn)行連續(xù)的脫水的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高純石英砂是是硅產(chǎn)業(yè)高端產(chǎn)品的物質(zhì)基礎(chǔ)，在新材料新能源戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中具有重要地位和作用。滿足一定物理和化學(xué)特性的高純石英砂應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，成為現(xiàn)代工業(yè)、國(guó)防不可替代的原料之一，主要包括:照明行業(yè)如高溫水銀燈管、鹵素?zé)艄艿龋雽?dǎo)體行業(yè)如生產(chǎn)二氧化硅硅片的石英管、石英棒，光學(xué)行業(yè)如望遠(yuǎn)鏡透鏡、實(shí)驗(yàn)室光學(xué)裝備、導(dǎo)彈視窗等，生產(chǎn)多晶硅的石英保護(hù)管、拉制硅單晶用的石英坩堝。
[0003]為了達(dá)到高純石英砂的高品質(zhì)要求，早期的高純石英砂生產(chǎn)采用水晶為原料進(jìn)行加工，但這類資源的儲(chǔ)量十分稀少，價(jià)格昂貴，無(wú)法形成規(guī)模化生產(chǎn)，質(zhì)量也極不穩(wěn)定，無(wú)法滿足相關(guān)行業(yè)的需求，上世紀(jì)70年代末，人們開始探索石英礦代替水晶制造高純石英砂。但石英礦石都含有大量雜質(zhì)，包括伴生礦物雜質(zhì)氣液包裹體雜質(zhì)等，這類包裹體分固態(tài)和氣液兩種，石英伴生礦物雜質(zhì)易于去除，較難去除的是石英內(nèi)部的氣液包裹體，這些雜質(zhì)以微小的顆粒狀存在于石英內(nèi)部，有些體積小的元素甚至進(jìn)入二氧化硅晶體骨架中，去除這些雜質(zhì)的有效方法是高溫煅燒水淬打開石英晶格和氣液包裹體，然后再進(jìn)行化學(xué)處理、磁選、浮選、電選、重力選、超聲波選、超導(dǎo)選、摻雜改性選等，因此，高溫水淬是生產(chǎn)高純石英砂的關(guān)鍵。
[0004]傳統(tǒng)的水淬裝置多為方形水淬槽，槽內(nèi)水是靜止不動(dòng)的，煅燒至高溫的石英礦石投入水淬槽進(jìn)行水淬，槽內(nèi)的水隨著水淬的進(jìn)行水溫不斷升高并不斷蒸發(fā)，導(dǎo)致后期進(jìn)入水淬槽的石英水淬效果差，這種操作屬于間歇式水淬，每次只能水淬一個(gè)批次，產(chǎn)量很小，且水淬后需轉(zhuǎn)運(yùn)至另外的設(shè)備進(jìn)行脫水、干燥，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，嚴(yán)重影響了水淬的效果和高純石英砂生產(chǎn)工藝的連續(xù)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高純石英砂連續(xù)水淬、脫水裝置，有效解決了以上缺陷，使水淬效果更好、單位處理能力更大、石英晶格和氣液包裹體打開更徹底，且無(wú)需轉(zhuǎn)運(yùn)即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)脫水。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種高純石英砂連續(xù)水淬、脫水裝置，包括機(jī)架，所述機(jī)架上設(shè)有水淬槽和脫水通道，所述水淬槽底部形成一個(gè)由深到淺的過(guò)渡帶，較深一端用于進(jìn)料水淬，較淺的一端連接脫水通道用于出料脫水；所述脫水通道傾斜置于機(jī)架上，高的一端與水淬槽連接，低的一端設(shè)有出料口，通道內(nèi)設(shè)有篩網(wǎng)，所述脫水通道的中段底部設(shè)有出水口。
[0007]所述水淬槽內(nèi)設(shè)有至少一根進(jìn)水管和至少一根充氣管。
[0008]所述進(jìn)水管位于水淬槽較深的一端，與脫水通道相對(duì)設(shè)置，所述進(jìn)水管為多根設(shè)置。
[0009]所述充氣管設(shè)置于水淬槽較深的一端的底部及側(cè)面上。
[0010]水淬槽外觀呈四邊形或其它異形，底部為平面或斜面或平面與斜面的組合，斜面傾斜角度10?60度；進(jìn)水管直徑Φ8?Φ60ι?πι,水壓0.1?IMpa ;充氣管直徑Φ5?Φ30?,氣壓0.1?2Mpa。水淬時(shí)用水為經(jīng)凈化處理的不含顆粒懸浮物的純凈水，電導(dǎo)率要求小于lOOus/cm，水溫要求小于35°C，水淬用氣為經(jīng)過(guò)濾后的壓縮空氣，粉塵精度小于Ium,油份精度小于lppm。
[0011]本實(shí)用新型中由于在水淬槽底部形成一個(gè)由深到淺的過(guò)渡帶，并設(shè)有進(jìn)水管和充氣管，使水淬的石英砂在水中處于懸浮、翻滾狀態(tài)，水淬完畢的石英砂隨水流流向水淬槽較淺一端，然后進(jìn)行脫水通道進(jìn)行脫水。水和石英顆粒在脫水通道分離，脫除的水從底部的排水口流出，干砂從最尾端的出料口排出，達(dá)到脫水目的。
[0012]所述脫水通道的頂部設(shè)有觀察窗，以便隨時(shí)查看脫水狀態(tài)。
[0013]所述脫水通道外的兩側(cè)設(shè)有振動(dòng)電機(jī)。
[0014]篩網(wǎng)為一層或者多層疊加而成，多層疊加時(shí)，上層篩網(wǎng)的篩孔大于下層篩網(wǎng)的篩孔；篩網(wǎng)材質(zhì)為不銹鋼或聚氨酯或其他材質(zhì)，篩網(wǎng)規(guī)格為6?200目。
[0015]本實(shí)用新型的水淬槽體和脫水通道均采用304不銹鋼或其他能經(jīng)受高溫、不污染石英原料的金屬或非金屬材質(zhì)制成。
[0016]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]I)連續(xù)水淬使水淬處理能力大大提高，傳統(tǒng)的水淬工藝為間歇式操作，需及時(shí)清出石英砂而影響水淬能力；
[0018]2)不斷補(bǔ)充的水和氣以及水淬槽內(nèi)物料的單向流動(dòng)，使水淬槽內(nèi)水溫處于35°C以下，使淬效果更好效率更高，石英晶格和氣液包裹體打開更徹底，而傳統(tǒng)的水淬裝置隨著水淬的不斷進(jìn)行，水溫不斷升高并不斷蒸發(fā)，導(dǎo)致后期進(jìn)入水淬槽的石英水淬效果差；
[0019]3)水淬完畢的石英砂由水流帶入脫水篩脫水，無(wú)需轉(zhuǎn)運(yùn)至另外的設(shè)備即可進(jìn)行脫水處理，省時(shí)省力；
[0020]4)水淬脫水連續(xù)化作業(yè)，工業(yè)自動(dòng)化程度高，整個(gè)過(guò)程只需遠(yuǎn)程操作按鈕和控制閥門，而傳統(tǒng)的水淬、脫水分開進(jìn)行，需大量人工操作，且水淬過(guò)程中的高溫、高濕對(duì)操作工人有較大的安全隱患；
[0021]本實(shí)用新型是實(shí)現(xiàn)連續(xù)水淬脫水的設(shè)備，他解決了長(zhǎng)期以來(lái)困擾我國(guó)高純石英砂行業(yè)水淬和脫水獨(dú)立進(jìn)行、間歇式操作、消耗大量人力物力的難題，大大提升了水淬、脫水能力和水淬效果，加快了高純石英砂生產(chǎn)的工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程，對(duì)我國(guó)石英行業(yè)的發(fā)展具有重大意義和較高的實(shí)用性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但實(shí)施例中列舉的具體的形狀結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)不用于限定本實(shí)用新型。
[0025]實(shí)施實(shí)例1:
[0026]如圖1所示，本實(shí)用新型包括機(jī)架I，所述機(jī)架上設(shè)有水淬槽2和脫水通道3，水淬槽2的外觀呈長(zhǎng)方形，槽內(nèi)各面交界處為圓倒角，槽體長(zhǎng)寬深分別為1.0米、0.8米、0.5米，底部為平面與斜面的組合，斜面傾斜角度30度，斜面低的一端為煅燒至高溫的石英砂進(jìn)料端，斜面高的一端為水淬完畢的石英砂出料端。水淬槽較深一端端面設(shè)置有3根進(jìn)水管6不斷補(bǔ)充水淬用水，進(jìn)水管直徑Φ 20mm，水淬用水為經(jīng)凈化處理的不含顆粒懸浮物的純凈水，水壓0.45Mpa，電導(dǎo)率小于100us/cm，水溫小于35°C ;在水淬槽的較深一端端面、與之相鄰的兩個(gè)側(cè)面分別設(shè)置3根Φ 20mm壓縮空氣充氣管7,水淬槽底面平面部分設(shè)置8根Φ8_壓縮空氣充氣管7，水淬用氣為經(jīng)過(guò)濾后的壓縮空氣，氣壓0.75Mpa，粉塵精度小于lum，油份精度小于lppm。
[0027]本實(shí)用新型中，脫水通道3由2層篩網(wǎng)8組成，篩網(wǎng)材質(zhì)為不銹鋼，上層篩網(wǎng)孔徑為10目，下層篩網(wǎng)規(guī)格為100目，脫水通道表面設(shè)有2個(gè)觀察窗9，以便隨時(shí)查看脫水狀態(tài)，水淬槽和脫水通道均采用304不銹鋼。
[0028]本實(shí)用新型使用時(shí)，預(yù)先在水淬槽內(nèi)充水至能從水淬槽較淺的一端自然溢出，并連續(xù)通水通氣，使水淬用水處于急速湍流狀態(tài)，煅燒至高溫的石英砂從高溫煅燒裝置進(jìn)入水淬槽內(nèi)，瞬間完成水淬過(guò)程，石英砂由于高溫急冷導(dǎo)致石英晶格打開，石英砂內(nèi)所含有的氣液包裹體也隨之爆裂，水淬過(guò)程完成，此時(shí)水淬槽內(nèi)處于急速湍流的水將水淬完畢石英砂帶到水淬槽淺端，進(jìn)入脫水通道的兩層篩網(wǎng)，在振動(dòng)電機(jī)10的帶動(dòng)下，篩體沿直線方向作周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，粗顆粒在上層的10目篩網(wǎng)上脫水，細(xì)顆粒在下層的100目篩網(wǎng)上脫水，脫除的水從底部的出水口 5流出，干砂從最下端的出料口 4排出，達(dá)到脫水目的。
[0029]實(shí)施實(shí)例2:
[0030]本實(shí)用新型中，水淬槽的外觀呈梯形，槽內(nèi)各面交界處為圓倒角，槽體長(zhǎng)、上寬、下寬、深分別為1.5米、0.9米、0.45米、0.4米，底部為斜面，斜面傾斜角度15度，斜面低的一端為煅燒至高溫的石英砂進(jìn)料端，斜面高的一端為水淬完畢的石英砂出料端。水淬槽較深一端端面設(shè)置有2根進(jìn)水管不斷補(bǔ)充水淬用水，進(jìn)水管直徑Φ 30mm,水壓0.5Mpa，水淬用水為經(jīng)凈化處理的不含顆粒懸浮物的純凈水，電導(dǎo)率小于100us/cm，水溫小于35°C。在水淬槽的較深一端端面設(shè)置4根Φ 15_壓縮空氣充氣管，與之相鄰的兩個(gè)側(cè)面分別設(shè)置6根Φ15_壓縮空氣充氣管，水淬槽底面平面部分設(shè)置12根Φ8_壓縮空氣充氣管，水淬用氣為經(jīng)過(guò)濾后的壓縮空氣，氣壓0.75Mpa，粉塵精度小于lum，油份精度小于lppm。
[0031]本實(shí)用新型的脫水通道由3層篩網(wǎng)組成，上層篩網(wǎng)材質(zhì)為聚氨酯，孔徑為6目，中間篩網(wǎng)材質(zhì)為尼龍，孔徑為20目，下層篩網(wǎng)材質(zhì)為尼龍，孔徑為140目，脫水通道表面設(shè)有2個(gè)觀察窗，以便隨時(shí)查看脫水狀態(tài)，水淬槽和脫水通道均采用304不銹鋼。
[0032]使用時(shí)，預(yù)先在水淬槽內(nèi)充水至能從水淬槽較淺的一端自然溢出，并連續(xù)通水通氣，使水淬用水處于急速湍流狀態(tài)，煅燒至高溫的石英砂從高溫煅燒裝置進(jìn)入水淬槽內(nèi)，瞬間完成水淬過(guò)程，石英砂由于高溫急冷導(dǎo)致石英晶格打開，石英砂內(nèi)所含有的氣液包裹體也隨之爆裂，水淬過(guò)程完成，此時(shí)水淬槽內(nèi)處于急速湍流的水將水淬完畢石英砂帶到水淬槽淺端出料，即進(jìn)入脫水通道的3層篩網(wǎng)，在振動(dòng)電機(jī)的帶動(dòng)下，篩體沿直線方向作周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，粗顆粒在上層的6目篩網(wǎng)上脫水，中顆粒在中層的20目篩網(wǎng)上脫水，細(xì)顆粒在下層的140目篩網(wǎng)上脫水，脫除的水從底部的排水口流出，干砂從最下端的出料口排出，達(dá)到脫水目的。
【權(quán)利要求】
1.一種高純石英砂連續(xù)水淬、脫水裝置，包括機(jī)架(1)，其特征在于:所述機(jī)架上設(shè)有水淬槽(2)和脫水通道(3)，所述水淬槽底部形成一個(gè)由深到淺的過(guò)渡帶，較深一端用于進(jìn)料水淬，較淺的一端連接脫水通道(3)用于出料脫水；所述脫水通道(3)傾斜置于機(jī)架上，高的一端與水淬槽(2)連接，低的一端設(shè)有出料口(4)，通道內(nèi)設(shè)有篩網(wǎng)(8)，所述脫水通道(3)的中段底部設(shè)有出水口(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純石英砂連續(xù)水淬、脫水裝置，其特征在于:所述水淬槽(2 )內(nèi)設(shè)有至少一根進(jìn)水管(6 )和至少一根充氣管(7 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高純石英砂連續(xù)水淬、脫水裝置，其特征在于:所述進(jìn)水管(6)位于水淬槽(2)較深的一端，與脫水通道相對(duì)設(shè)置，所述進(jìn)水管(6)為多根設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高純石英砂連續(xù)水淬、脫水裝置，其特征在于:所述充氣管(7)設(shè)置于水淬槽(2)較深的一端的底部及側(cè)面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純石英砂連續(xù)水淬、脫水裝置，其特征在于:所述脫水通道(3)的頂部設(shè)有觀察窗(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純石英砂連續(xù)水淬、脫水裝置，其特征在于:所述脫水通道(3)外的兩側(cè)設(shè)有振動(dòng)電機(jī)(10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純石英砂連續(xù)水淬、脫水裝置，其特征在于:篩網(wǎng)(8)為一層或者多層疊加而成，多層疊加時(shí)，上層篩網(wǎng)的篩孔大于下層篩網(wǎng)的篩孔。
【文檔編號(hào)】C01B33/12GK203513294SQ201320662403
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】張旭東, 楊托, 劉平 申請(qǐng)人:湖北三新硅業(yè)有限責(zé)任公司