专利名称：一种二氧化硅的提纯方法
技术领域：
本发明属于无机材料技术领域，尤其涉及一种二氧化硅的提纯方法。
背景技术：
随着半导体和光伏产业的迅速发展，为满足半导体和光伏产业用特种石英玻璃制品生产的实际需要，高纯二氧化硅的制备技术越来越受到关注。有关二氧化硅中锂、钠、 钾、硼、磷等杂质元素的除去方法至今不是太明确，二氧化硅的纯度大多依赖于石英矿自身的品质，很难同时兼顾到锂、钠、钾、硼、磷几种元素同时低于Ippm以下。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种工艺简单、条件温和、能除去二氧化硅中锂、钠、钾、硼、磷等杂质元素的二氧化硅提纯方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案 一种二氧化硅的方法，依次包括以下步骤
1)将二氧化硅置于60(Tl20(rC温度下，连续通入5(T300sccm 二氧化碳和50 300 sccm水蒸气2 6小时后，经冷却至10(T200°C ；
2)将冷却后的二氧化硅倒入5 10%的盐酸中经充分搅拌，然后用去离子水清洗至中性后烘干，即得到提纯后的二氧化硅。作为优选
1、步骤1)中二氧化硅的尺寸为0.044 0. 42mm ；
2、步骤1)中装二氧化硅的容器为石英或陶瓷容器。本方法的技术方案是在高温环境下，利用二氧化碳的剥蚀作用以及与碱金属的高温反应，将云母、长石等杂质剥离，并且与晶格外的碱金属和碱土金属反应生成可溶于酸的碳酸盐。利用水蒸汽在高温环境下可以与磷、硼等非金属其氧化物杂质发生反应，生成固定的酸溶于水中，从而达到提纯二氧化硅的效果。与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果
1、本发明方法工艺简单、条件温和，适用于工业化生产；
2、采用本发明方法能除去二氧化硅中锂、钠、钾、硼、磷等微量杂质元素，使二氧化硅中锂、钠、钾、硼、磷元素的含量均低于Ippm ；
3、采用本发明方法提纯后的二氧化硅，能满足半导体和光伏产业用特种石英玻璃制品生产的实际需要。
具体实施例方式下面将通过实施例进一步说明本发明。
实施例1
将粒径为0. 42mm的二氧化硅放入石英或陶瓷容器中，在600°C温度下，连续通入 50sccm 二氧化碳和50SCCm水蒸气6小时；经冷却至100°C后，将二氧化硅倒入10%的盐酸中经充分搅拌，然后用去离子水清洗至中性后烘干，即得到提纯后的二氧化硅。本实施例提纯后的二氧化硅中锂、钠、钾、硼、磷元素的含量分别降为为0. 9ppm、0. 875ppm、0. 7ppm、 0.lppm、0. 75ppm。实施例2
将粒径为0. 125mm的二氧化硅放入石英或陶瓷容器中，在900°C温度下，连续通入250 sccm 二氧化碳和250 sccm水蒸气4小时；经冷却至130°C ；将冷却后的二氧化硅倒入5%的盐酸中经充分搅拌，然后用去离子水清洗至中性后烘干，即得到提纯后的二氧化硅。本实施例提纯后的二氧化硅中锂、钠、钾、硼、磷元素的含量分别降为0. 725ppm、0. 625ppm、0. 7ppm、 0. 2ppm、0. 8ppm。实施例3
将粒径为0. 044mm的二氧化硅放入石英或陶瓷容器中，在1200°C温度下，连续通入300 sccm 二氧化碳和300 sccm水蒸气2小时；经冷却至200°C ；将冷却后的二氧化硅倒入9% 的盐酸中经充分搅拌，然后用去离子水清洗至中性后烘干，即得到提纯后的二氧化硅。本实施例提纯后的二氧化硅中锂、钠、钾、硼、磷元素的含量分别降为0. 8ppm、0. 5ppm、0. 825ppm、 0. 225ppm、0625ppmo
权利要求
1.一种二氧化硅的提纯方法，其特征在于，依次包括以下步骤1)将二氧化硅置于600 1200温度下，连续通入5(T300 sccm 二氧化碳和50 300 sccm 水蒸气2飞小时后，经冷却至10(T200°C ；2)将冷却后的二氧化硅倒入5 10%的盐酸中经充分搅拌，然后用去离子水清洗至中性后烘干，即得到提纯后的二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的二氧化硅的提纯方法，其特征在于 所述的步骤1)中二氧化硅的尺寸为0. 044 0. 42mm。
3.根据权利要求1或2所述的二氧化硅的提纯方法，其特征在于 所述的步骤1)中装二氧化硅的容器为石英或陶瓷容器。
全文摘要
本发明公开一种二氧化硅的提纯方法，依次包括步骤1)将二氧化硅置于600~1200温度下，连续通入50~300sccm二氧化碳和50~300sccm水蒸气2~6小时后，经冷却至100~200℃；2)将冷却后的二氧化硅倒入5~10%的盐酸中经充分搅拌，然后用去离子水清洗至中性后烘干，即得到提纯后的二氧化硅。本发明方法工艺简单、条件温和，适用于工业化生产；采用本发明方法提纯后的二氧化硅，能满足半导体和光伏产业用特种石英玻璃制品生产的实际需要。
文档编号C01B33/12GK102249250SQ20111017308
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月24日 优先权日2011年6月24日
发明者何必寅, 欧阳勇, 胡乐, 袁良杰 申请人:武汉大学