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专利号: 2018110280469
申请人: 安徽科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2023-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种超纯石英砂及其提纯工艺,其特征在于:包括如下步骤:

1)选取二氧化硅含量在98%以上的石英砂为原料,加入浓度为1~20mol/L无机混酸溶液,置于撞击流混合器中加热至40~100℃,反复撞击清洗2~6h,达到清除表层矿物杂质和粒度均化的目的;将混合器内清洗后的石英砂进行固液分离,得到初洗砂;

2)将初洗砂分为2份,分别进行加热和冷却处理,一份初洗砂加热到粉碎300~1000℃,另一份初洗砂深冷至-150~-270℃;制备好的冷砂和热砂同时送入耐高温撞击流混合装置,以10-35m/s的撞击速度对撞破碎,进行破碎气液包裹体和表面造裂,形成二次粒度均化石英砂产品;

3)将二次粒度均化石英砂置于水热反应釜中,加入浓度为0.5~9mol/L的无机混酸,密封加热至80~200℃酸浸12~24h,然后滤除酸液并用高纯水清洗3次;

4)将步骤3)中的石英砂置于水热反应釜中,加入浓度为1~4mol/L的有机酸溶液中,密封加热至70~140℃酸浸4-9h,然后滤除酸液并用高纯水清洗3次,制得酸洗石英砂;

5)将步骤4)中的酸洗石英料置于100~200℃温度的水热反应釜内,加入超纯水深度浸取除杂4-6h,然后滤除超纯水浸取液,再用超纯水清洗3-5次直至完全去除杂质;

6)清洗后的石英砂置于100℃下干燥脱水,再将其加热到850-1000℃进行脱羟基处理,即可得到超纯石英砂产品。

2.根据权利要求1中所述的一种超纯石英砂及其提纯工艺,其特征在于:步骤1)无机混酸的浓度为4~15mol/L,其中含氟酸浓度不低于0.4mol/L;无机混酸可以是氢氟酸(HF)、氟磷酸(HPF6)、氟氧酸(HOF)、氟硫酸(HSO3F)等含氟酸与盐酸(HCl)、亚氯酸(HClO2)、次氯酸(HClO)、氯酸(HClO3)、高氯酸(HClO4)、氯磺酸(HSO3Cl)、硫酸(H2SO4)、亚硫酸(H2SO3)、次硫酸(H2SO2)、过氧一硫酸(H2SO5)、过二硫酸(H2S2O8)、连四硫酸(H2S4O6)、连二亚硫酸(H2S2O4)、硫代硫酸(H2S2O3)、硝酸(HNO3)、磷酸(H3PO4)、亚磷酸(H3PO3)、次磷酸(H3PO2)、偏磷酸(HPO3)中的一种或者多种酸进行混合。

3.根据权利要求1中所述的一种超纯石英砂及其提纯工艺,其特征在于:步骤3)无机混酸的浓度为2~5mol/L,其中含氟酸浓度不低于0.4mol/L;无机混酸可以是氢氟酸(HF)、氟磷酸(HPF6)、氟氧酸(HOF)、氟硫酸(HSO3F)等含氟酸与盐酸(HCl)、亚氯酸(HClO2)、次氯酸(HClO)、氯酸(HClO3)、高氯酸(HClO4)、氯磺酸(HSO3Cl)、硫酸(H2SO4)、亚硫酸(H2SO3)、次硫酸(H2SO2)、过氧一硫酸(H2SO5)、过二硫酸(H2S2O8)、连四硫酸(H2S4O6)、连二亚硫酸(H2S2O4)、硫代硫酸(H2S2O3)、硝酸(HNO3)、磷酸(H3PO4)、亚磷酸(H3PO3)、次磷酸(H3PO2)、偏磷酸(HPO3)中的一种或者多种酸进行混合。

4.根据权利要求1中所述的一种超纯石英砂及其提纯工艺,其特征在于:步骤4)有机酸结构中应含有羧基(-COOH)、磺酸(-SO3H)、亚磺酸(RSOOH)、硫羧酸(RCOSH)等酸性基团和氨基配体,或者含有酸性基团和羟基配体。