石英在制作过程中需要先将石英砂进行高温熔炼,将一定量的石英砂倒入熔炼炉内进行煅烧,但是由于使用的石英砂没有区分等级,使得煅烧出的石英砂纯度不高,浪费原料的使用率,而且在煅烧的过程中,炉体保持一种姿势,炉内的液体石英砂受热不均匀,也会浪费原料的使用率和其他成本的升高。石英砂厂家唐达净水克服现有技术的不足,研发出一种高纯石英砂的煅烧方法。通过本煅烧方法制备的石英砂质量高,综合制造成本降低,同时锻造方法可以满足批量生产,从而提高原材料的利用率,减小生产周期、降低生产费用。
高纯度石英砂煅烧方法流程:
1、将石英砂滤料通过皮带传送机传送到震动漏网式皮带上进行流水冲洗;
2、将石英砂放入容器中进行酸洗,加入王水,王水与石英砂的重量百分比为:1%-8%,搅拌时间为1-2小时,侵泡时间为1-3小时,放走石英砂表面的王水;
3、将石英砂滤料放入烘烤室内进行烘烤,烘烤时间为2-4小时,温度为300-400℃;
4、将石英砂滤料进行分级处理,二氧化硅含量在90%-99%的为普通石英砂,二氧化硅含量在89%-98%的为一般石英砂,二氧化硅含量在88%-97%的为低档石英砂,待装炉熔炼;
5、将一根直径为10cm-13cm,长270cm-290cm的石墨电极棒安插在熔炼炉中;
6、将二氧化硅含量在90%-99%的5-6吨的普通石英砂紧紧包裹在石墨棒周围放入熔炼炉内,将二氧化硅含量在89%-98%的1-2吨的一般石英砂紧紧包裹在普通石英砂的周围放入熔炼炉内,将二氧化硅含量在88%-97%的4-5吨的低档石英砂紧紧包裹在一般石英砂的周围放入熔炼炉内,进行煅烧成高纯石英砂坯料;
7、将所述煅坯在1600-2000℃的高温下进行煅烧,时间为10-13小时;
8、将所述煅坯高温煅烧0.5-1小时后,使竖直的炉体做一定角度的翻转,使液态状的石英砂受热均匀;
9、将煅烧完成的石英坯料,进行自然冷却1-2小时,待煅烧炉内的液体冷却成晶体状后,取出石英坯料并收集石英坯料所散发的余温;
10、将冷却后的石英料进行破碎,得到20-200目的石英砂再进行分级,二氧化硅含量在99.9-99.99%且三氧化二铁含量小于等于0.001%为高纯石英砂,再将高纯石英砂滤料研磨成800-5000目石英粉后完工。
高纯石英砂的主要应用:
高纯石英关系新兴产业的发展,是重要的原料基础。由高纯石英砂生产的石英管、单晶石英坩埚及石英器件等石英制品,是电光源行业中生产高端照明产品、光伏行业及半导体行业生产单晶硅过程中不可或缺的重要支撑材料。
1、半导体领域
高纯度石英材料是半导体硅片生产过程中的关键材料,在硅片制造过程中的扩散、蚀刻等环节发挥关键作用。近年来,随着物联网、区块链、汽车电子、无人驾驶、5G、AR/VR及AI等多项创新应用发展,半导体行业保持高景气度,市场前景大好。
2、光伏领域
由于高纯石英砂的耐高温性及热稳定性良好,被主要用于制造拉制单晶硅用的石英坩埚。我国光伏产业目前已经基本掌握太阳能电池制造、多晶硅生产等关键工艺技术,产业规模快速提升。石英坩埚作为光伏组件的生产原料,随着光伏产业的发展,市场需求不断增加。用于生产单晶硅石英坩埚的原料高纯石英砂,市场规模也不断扩大。
3、电光源领域
电光源石英制品可用于生产紫外管,高纯石英管,透明管灯,广泛运用于照明及特种光源行业,如白炽灯、卤素灯、HID灯、杀菌设备及半导体行业所用的LED灯等。随着LED对白炽灯的替代加快,LED市场规模和渗透率不断提升,石英管作为LED的制作原料,市场需求也会不断增加。