高純?nèi)廴谑⒉牧霞兌瓤刂萍夹g(shù)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(yīng)用于玻璃、陶瓷、耐火材料、冶金和化工等領(lǐng)域。熔融石英材料作為太陽(yáng)能多晶硅鑄錠用熔融石英陶瓷坩堝原料，其純度對(duì)熔融石英陶瓷坩堝的使用性能及多晶硅電池的光電轉(zhuǎn)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(jié)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(guò)程中的純度控制和熔融石英加工過(guò)程中的純度控制三個(gè)工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行了研究，確定了高純?nèi)廴谑⒉牧仙a(chǎn)過(guò)

2、程中的最佳純度控制方法。
　　 由礦區(qū)開(kāi)采來(lái)的脈石英原礦表面附著粘土雜質(zhì)，將脈石英原礦經(jīng)過(guò)4mm振動(dòng)篩，通水沖洗，去除篩下料，除去粘土的同時(shí)降低了鐵、鋁雜質(zhì)的含量。
　　 為滿(mǎn)足酸處理工藝和熔融工藝對(duì)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(jī)、顎式破碎機(jī)和反擊式破碎機(jī)進(jìn)行脈石英原礦的破碎實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:相比于另兩種破碎設(shè)備，錘式破碎機(jī)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(dá)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(duì)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(jī)為最適合的脈石英原礦破碎設(shè)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(duì)比單一酸處理和混合酸處理的除鐵效果，實(shí)驗(yàn)研究不同混合酸組成、配比、用量、酸浸溫度和時(shí)間對(duì)脈石英礦石除鐵效果的影響。研究結(jié)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?xiàng)l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(shí)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(duì)熔融石英產(chǎn)品純度的影響，并重點(diǎn)分析了熔融后的產(chǎn)物。研究結(jié)果表明，石墨棒應(yīng)確保在爐體中央，裝料應(yīng)均勻，否則石墨棒受力不均，易發(fā)生斷裂導(dǎo)致熔融過(guò)程的失敗;熔融過(guò)程中，電流應(yīng)穩(wěn)定在2700A，確保熔融爐內(nèi)溫度不低于2000℃;熔融時(shí)間應(yīng)在5小時(shí)以上，保證爐內(nèi)石英原料充分熔融。熔融產(chǎn)物中，

5、“一級(jí)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(duì)“棉絮”和“夾生料”進(jìn)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(diǎn)雜質(zhì)”主要元素成分是Fe，是熔融石英產(chǎn)物中須嚴(yán)格控制的雜質(zhì)。
　　 自制揀選與風(fēng)力除雜裝置去除熔融石英塊料中的明顯雜質(zhì);改進(jìn)離心式破碎機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，在甩料通道