高純?nèi)廴谑⒉牧霞兌瓤刂萍夹g的研究.pdf

1、石英作為一種重要的礦產(chǎn)資源在自然界中分布廣泛，以石英為原料生產(chǎn)的產(chǎn)品廣泛應用于玻璃、陶瓷、耐火材料、冶金和化工等領域。熔融石英材料作為太陽能多晶硅鑄錠用熔融石英陶瓷坩堝原料，其純度對熔融石英陶瓷坩堝的使用性能及多晶硅電池的光電轉化率有重要影響。本論文以江蘇省東海地區(qū)產(chǎn)脈石英為原料，結合熔融石英粉體材料生產(chǎn)工藝，分別從石英原料的純度控制、熔融過程中的純度控制和熔融石英加工過程中的純度控制三個工藝環(huán)節(jié)進行了研究，確定了高純?nèi)廴谑⒉牧仙a(chǎn)過

2、程中的最佳純度控制方法。
　　 由礦區(qū)開采來的脈石英原礦表面附著粘土雜質(zhì)，將脈石英原礦經(jīng)過4mm振動篩，通水沖洗，去除篩下料，除去粘土的同時降低了鐵、鋁雜質(zhì)的含量。
　　 為滿足酸處理工藝和熔融工藝對石英粒度的要求，需將脈石英原礦破碎，分別采用錘式破碎機、顎式破碎機和反擊式破碎機進行脈石英原礦的破碎實驗。實驗結果表明:相比于另兩種破碎設備，錘式破碎機破碎后的石英顆粒粒形最好，多為球形;4～25mm石英顆粒產(chǎn)率高，達到了8

3、9.11％;破碎后石英原料的鐵增加率為9.15％。綜合考慮破碎效果對后續(xù)工藝生產(chǎn)效率及產(chǎn)品純度的影響，最終確定錘式破碎機為最適合的脈石英原礦破碎設備。
　　 采用酸處理的方式去除脈石英礦石原料中的鐵質(zhì)雜質(zhì)，對比單一酸處理和混合酸處理的除鐵效果，實驗研究不同混合酸組成、配比、用量、酸浸溫度和時間對脈石英礦石除鐵效果的影響。研究結果表明，混合酸處理的除鐵效果優(yōu)于單一酸處理，最適宜的酸處理條件為:鹽酸和氫氟酸組成的混合酸，混合酸配比是

4、鹽酸∶氫氟酸為95％∶5％，混合酸用量為500kg/t，酸浸溫度為50℃，酸浸時間為24h。
　　 使用自制石英熔融爐熔煉高純石英原料，研究熔融工藝對熔融石英產(chǎn)品純度的影響，并重點分析了熔融后的產(chǎn)物。研究結果表明，石墨棒應確保在爐體中央，裝料應均勻，否則石墨棒受力不均，易發(fā)生斷裂導致熔融過程的失敗;熔融過程中，電流應穩(wěn)定在2700A，確保熔融爐內(nèi)溫度不低于2000℃;熔融時間應在5小時以上，保證爐內(nèi)石英原料充分熔融。熔融產(chǎn)物中，

5、“一級料”是主要產(chǎn)物，其雜質(zhì)含量符合熔融石英陶瓷坩堝使用要求;對“棉絮”和“夾生料”進行了XRD及SEM分析，確定其均為玻璃熔體析晶的產(chǎn)物，但“棉絮”中晶體所占的比例較小，可以作熔融石英陶瓷坩堝原料使用，“夾生料”中晶體所占比例較大，不能作為熔融石英陶瓷坩堝原料使用;“黑點雜質(zhì)”主要元素成分是Fe，是熔融石英產(chǎn)物中須嚴格控制的雜質(zhì)。
　　 自制揀選與風力除雜裝置去除熔融石英塊料中的明顯雜質(zhì);改進離心式破碎機轉子的結構，在甩料通道