一种高纯石英砂酸化清洗装置的制作方法

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。

技术实现要素：

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。