一種高純石英砂連續水淬、脫水裝置製造方法
2023-06-11 07:55:21
一種高純石英砂連續水淬、脫水裝置製造方法
【專利摘要】一種高純石英砂連續水淬、脫水裝置，包括機架，所述機架上設有水淬槽和脫水通道，所述水淬槽底部形成一個由深到淺的過渡帶，較深一端用於進料水淬，較淺的一端連接脫水通道用於出料脫水；所述脫水通道傾斜置於機架上，高的一端與水淬槽連接，低的一端設有出料口，通道內設有篩網，所述脫水通道的中段底部設有出水口。本實用新型是實現連續水淬脫水的設備，他解決了長期以來困擾我國高純石英砂行業水淬和脫水獨立進行、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的工業自動化進程，對我國石英行業的發展具有重大意義和較高的實用性。
【專利說明】一種高純石英砂連續水淬、脫水裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種連續水淬、脫水裝置，具體為一種對高純石英砂進行高溫水淬以打開石英中氣液包裹體的裝置及在水淬後進行連續的脫水的裝置。
【背景技術】
[0002]高純石英砂是是矽產業高端產品的物質基礎，在新材料新能源戰略性新興產業中具有重要地位和作用。滿足一定物理和化學特性的高純石英砂應用領域非常廣泛，成為現代工業、國防不可替代的原料之一，主要包括:照明行業如高溫水銀燈管、滷素燈管等，半導體行業如生產二氧化矽矽片的石英管、石英棒，光學行業如望遠鏡透鏡、實驗室光學裝備、飛彈視窗等，生產多晶矽的石英保護管、拉制矽單晶用的石英坩堝。
[0003]為了達到高純石英砂的高品質要求，早期的高純石英砂生產採用水晶為原料進行加工，但這類資源的儲量十分稀少，價格昂貴，無法形成規模化生產，質量也極不穩定，無法滿足相關行業的需求，上世紀70年代末，人們開始探索石英礦代替水晶製造高純石英砂。但石英礦石都含有大量雜質，包括伴生礦物雜質氣液包裹體雜質等，這類包裹體分固態和氣液兩種，石英伴生礦物雜質易於去除，較難去除的是石英內部的氣液包裹體，這些雜質以微小的顆粒狀存在於石英內部，有些體積小的元素甚至進入二氧化矽晶體骨架中，去除這些雜質的有效方法是高溫煅燒水淬打開石英晶格和氣液包裹體，然後再進行化學處理、磁選、浮選、電選、重力選、超聲波選、超導選、摻雜改性選等，因此，高溫水淬是生產高純石英砂的關鍵。
[0004]傳統的水淬裝置多為方形水淬槽，槽內水是靜止不動的，煅燒至高溫的石英礦石投入水淬槽進行水淬，槽內的水隨著水淬的進行水溫不斷升高並不斷蒸發，導致後期進入水淬槽的石英水淬效果差，這種操作屬於間歇式水淬，每次只能水淬一個批次，產量很小，且水淬後需轉運至另外的設備進行脫水、乾燥，費時費力，嚴重影響了水淬的效果和高純石英砂生產工藝的連續性。
【發明內容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種高純石英砂連續水淬、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，且無需轉運即可實現連續自動脫水。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型所採用的技術方案是:一種高純石英砂連續水淬、脫水裝置，包括機架，所述機架上設有水淬槽和脫水通道，所述水淬槽底部形成一個由深到淺的過渡帶，較深一端用於進料水淬，較淺的一端連接脫水通道用於出料脫水；所述脫水通道傾斜置於機架上，高的一端與水淬槽連接，低的一端設有出料口，通道內設有篩網，所述脫水通道的中段底部設有出水口。
[0007]所述水淬槽內設有至少一根進水管和至少一根充氣管。
[0008]所述進水管位於水淬槽較深的一端，與脫水通道相對設置，所述進水管為多根設置。
[0009]所述充氣管設置於水淬槽較深的一端的底部及側面上。
[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。水淬時用水為經淨化處理的不含顆粒懸浮物的純淨水，電導率要求小於lOOus/cm，水溫要求小於35°C，水淬用氣為經過濾後的壓縮空氣，粉塵精度小於Ium,油份精度小於lppm。
[0011]本實用新型中由於在水淬槽底部形成一個由深到淺的過渡帶，並設有進水管和充氣管，使水淬的石英砂在水中處於懸浮、翻滾狀態，水淬完畢的石英砂隨水流流向水淬槽較淺一端，然後進行脫水通道進行脫水。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，幹砂從最尾端的出料口排出，達到脫水目的。
[0012]所述脫水通道的頂部設有觀察窗，以便隨時查看脫水狀態。
[0013]所述脫水通道外的兩側設有振動電機。
[0014]篩網為一層或者多層疊加而成，多層疊加時，上層篩網的篩孔大於下層篩網的篩孔；篩網材質為不鏽鋼或聚氨酯或其他材質，篩網規格為6?200目。
[0015]本實用新型的水淬槽體和脫水通道均採用304不鏽鋼或其他能經受高溫、不汙染石英原料的金屬或非金屬材質製成。
[0016]本實用新型具有以下優點:
[0017]I)連續水淬使水淬處理能力大大提高，傳統的水淬工藝為間歇式操作，需及時清出石英砂而影響水淬能力；
[0018]2)不斷補充的水和氣以及水淬槽內物料的單向流動，使水淬槽內水溫處於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，而傳統的水淬裝置隨著水淬的不斷進行，水溫不斷升高並不斷蒸發，導致後期進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，無需轉運至另外的設備即可進行脫水處理，省時省力；
[0020]4)水淬脫水連續化作業，工業自動化程度高，整個過程只需遠程操作按鈕和控制閥門，而傳統的水淬、脫水分開進行，需大量人工操作，且水淬過程中的高溫、高溼對操作工人有較大的安全隱患；
[0021]本實用新型是實現連續水淬脫水的設備，他解決了長期以來困擾我國高純石英砂行業水淬和脫水獨立進行、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的工業自動化進程，對我國石英行業的發展具有重大意義和較高的實用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0023]圖1是本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，但實施例中列舉的具體的形狀結構及數據不用於限定本實用新型。
[0025]實施實例1:
[0026]如圖1所示，本實用新型包括機架I，所述機架上設有水淬槽2和脫水通道3，水淬槽2的外觀呈長方形，槽內各面交界處為圓倒角，槽體長寬深分別為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置有3根進水管6不斷補充水淬用水，進水管直徑Φ 20mm，水淬用水為經淨化處理的不含顆粒懸浮物的純淨水，水壓0.45Mpa，電導率小於100us/cm，水溫小於35°C ;在水淬槽的較深一端端面、與之相鄰的兩個側面分別設置3根Φ 20mm壓縮空氣充氣管7,水淬槽底面平面部分設置8根Φ8_壓縮空氣充氣管7，水淬用氣為經過濾後的壓縮空氣，氣壓0.75Mpa，粉塵精度小於lum，油份精度小於lppm。
[0027]本實用新型中，脫水通道3由2層篩網8組成，篩網材質為不鏽鋼，上層篩網孔徑為10目，下層篩網規格為100目，脫水通道表面設有2個觀察窗9，以便隨時查看脫水狀態，水淬槽和脫水通道均採用304不鏽鋼。
[0028]本實用新型使用時，預先在水淬槽內充水至能從水淬槽較淺的一端自然溢出，並連續通水通氣，使水淬用水處於急速湍流狀態，煅燒至高溫的石英砂從高溫煅燒裝置進入水淬槽內，瞬間完成水淬過程，石英砂由於高溫急冷導致石英晶格打開，石英砂內所含有的氣液包裹體也隨之爆裂，水淬過程完成，此時水淬槽內處於急速湍流的水將水淬完畢石英砂帶到水淬槽淺端，進入脫水通道的兩層篩網，在振動電機10的帶動下，篩體沿直線方向作周期性的往復運動，粗顆粒在上層的10目篩網上脫水，細顆粒在下層的100目篩網上脫水，脫除的水從底部的出水口 5流出，幹砂從最下端的出料口 4排出，達到脫水目的。
[0029]實施實例2:
[0030]本實用新型中，水淬槽的外觀呈梯形，槽內各面交界處為圓倒角，槽體長、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置有2根進水管不斷補充水淬用水，進水管直徑Φ 30mm,水壓0.5Mpa，水淬用水為經淨化處理的不含顆粒懸浮物的純淨水，電導率小於100us/cm，水溫小於35°C。在水淬槽的較深一端端面設置4根Φ 15_壓縮空氣充氣管，與之相鄰的兩個側面分別設置6根Φ15_壓縮空氣充氣管，水淬槽底面平面部分設置12根Φ8_壓縮空氣充氣管，水淬用氣為經過濾後的壓縮空氣，氣壓0.75Mpa，粉塵精度小於lum，油份精度小於lppm。
[0031]本實用新型的脫水通道由3層篩網組成，上層篩網材質為聚氨酯，孔徑為6目，中間篩網材質為尼龍，孔徑為20目，下層篩網材質為尼龍，孔徑為140目，脫水通道表面設有2個觀察窗，以便隨時查看脫水狀態，水淬槽和脫水通道均採用304不鏽鋼。
[0032]使用時，預先在水淬槽內充水至能從水淬槽較淺的一端自然溢出，並連續通水通氣，使水淬用水處於急速湍流狀態，煅燒至高溫的石英砂從高溫煅燒裝置進入水淬槽內，瞬間完成水淬過程，石英砂由於高溫急冷導致石英晶格打開，石英砂內所含有的氣液包裹體也隨之爆裂，水淬過程完成，此時水淬槽內處於急速湍流的水將水淬完畢石英砂帶到水淬槽淺端出料，即進入脫水通道的3層篩網，在振動電機的帶動下，篩體沿直線方向作周期性的往復運動，粗顆粒在上層的6目篩網上脫水，中顆粒在中層的20目篩網上脫水，細顆粒在下層的140目篩網上脫水，脫除的水從底部的排水口流出，幹砂從最下端的出料口排出，達到脫水目的。
【權利要求】
1.一種高純石英砂連續水淬、脫水裝置，包括機架(1)，其特徵在於:所述機架上設有水淬槽(2)和脫水通道(3)，所述水淬槽底部形成一個由深到淺的過渡帶，較深一端用於進料水淬，較淺的一端連接脫水通道(3)用於出料脫水；所述脫水通道(3)傾斜置於機架上，高的一端與水淬槽(2)連接，低的一端設有出料口(4)，通道內設有篩網(8)，所述脫水通道(3)的中段底部設有出水口(5)。
2.根據權利要求1所述的高純石英砂連續水淬、脫水裝置，其特徵在於:所述水淬槽(2 )內設有至少一根進水管(6 )和至少一根充氣管(7 )。
3.根據權利要求2所述的高純石英砂連續水淬、脫水裝置，其特徵在於:所述進水管(6)位於水淬槽(2)較深的一端，與脫水通道相對設置，所述進水管(6)為多根設置。
4.根據權利要求2所述的高純石英砂連續水淬、脫水裝置，其特徵在於:所述充氣管(7)設置於水淬槽(2)較深的一端的底部及側面上。
5.根據權利要求1所述的高純石英砂連續水淬、脫水裝置，其特徵在於:所述脫水通道(3)的頂部設有觀察窗(9)。
6.根據權利要求1所述的高純石英砂連續水淬、脫水裝置，其特徵在於:所述脫水通道(3)外的兩側設有振動電機(10)。
7.根據權利要求1所述的高純石英砂連續水淬、脫水裝置，其特徵在於:篩網(8)為一層或者多層疊加而成，多層疊加時，上層篩網的篩孔大於下層篩網的篩孔。
【文檔編號】C01B33/12GK203513294SQ201320662403
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月25日 優先權日:2013年10月25日
【發明者】張旭東, 楊託, 劉平 申請人:湖北三新矽業有限責任公司