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CN106219971B - 一种灰色石英管及其制备方法 - Google Patents

一种灰色石英管及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种灰色石英管及其制备方法，它由以下重量配比的原料制成：高纯氧化钾0.01‑0.03；高纯氧化钠0.01‑0.03；高纯氧化铝0.02‑0.04；高纯氧化镨0.03‑0.05；高纯氧化钒0.03‑0.05；杂质含量低于30ppm高纯石英砂99.0‑99.5。本发明可直接生产制得灰色石英管，具有良好的着色效果，无需对无色石英管喷涂着色处理；同时本发明采用盐酸、氢氟酸和硝酸配成的混合酸，在高温烘烤时，减少了对周围环境的污染且连熔炉使用周期延长一倍。

Description

一种灰色石英管及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种石英管，特别是一种灰色石英管及其制备方法。
背景技术
目前，石英管由于其优良的理化性能，广泛的应用于电光源、半导体、光通信、军工、冶金、建材、化学、机械、电力、环保等各个领域，其具有热稳定性好，能承受剧烈的温度变化，将石英管加热至1100℃左右，放入常温水中也不会炸裂；电绝缘性能好，是极好的电绝缘材料，即使在高温下也具有良好的绝缘性能，但是现有石英管的配料都是硝酸盐溶解混合后，高温烘烤的，高温时硝酸盐分解的氮的氧化物对空气污染非常严重，且减少了连熔炉的生产周期。同时，现有技术中的石英管的生产方法所生产的石英管均为无色石英玻璃管，其生产工艺可控性较差，羟基含量较高，不能满足于一些特殊工业需求，且一般均为间歇性生产，生产效率较低，当需要灰色石英管，就在无色石英管上做涂层，制成外涂层灰色石英管；不仅工艺复杂，而且质量不易控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种生产无环境污染，可延长连熔炉使用周期的灰色石英管及其制备方法。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的。本发明是一种灰色石英管，其特点是，它由以下重量配比的原料制成：高纯氧化钾0.01-0.03；高纯氧化钠0.01-0.03；高纯氧化铝0.02-0.04；高纯氧化镨0.03-0.05；高纯氧化钒0.03-0.05；杂质含量低于30ppm高纯石英砂99.0-99.5。
本发明一种灰色石英管技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：
1、高纯氧化钾0.01；高纯氧化钠0.01；高纯氧化铝0.02；高纯氧化镨0.03；高纯氧化钒0.03；杂质含量低于30ppm高纯石英砂99.0；
2、高纯氧化钾0.03；高纯氧化钠0.03；高纯氧化铝0.04；高纯氧化镨0.05；高纯氧化钒0.05；杂质含量低于30ppm高纯石英砂99.5；
3、高纯氧化钾0.02；高纯氧化钠0.02；高纯氧化铝0.03；高纯氧化镨0.04；高纯氧化钒0.04；杂质含量低于30ppm高纯石英砂99.3。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的。本发明是一种灰色石英管的制备方法，其特点是，包括如下步骤：(1)原料焙烧：将石英原石加入石英管焙烧炉中焙烧，石英管焙烧炉温度为900-1000℃，石英管焙烧炉的转速为15-20Hz，出料量为50-60Kg/h；(2)原料破碎处理：将石英原石经过粉碎机粉碎，并经过处理能力为100-150Kg/h的高磁机除铁，得到石英砂的粒度及其质量百分比如下：
(3)酸洗清洗：将上述石英砂与混合酸按2.4-3:1.5的重量比混入动态酸泡机中，搅拌酸泡20-24小时，酸泡温度为30-40℃；其中混合酸以质量百分比浓度为31-35％的盐酸、42-44％的氢氟酸和61-67％的硝酸为原料，且盐酸、氢氟酸、硝酸的重量比为4-5：1.3-1.6：0.2；酸洗完后使用超纯水进行清洗；(4)烘干：使用烘干机连续烘干，烘干温度为1000-1050℃，出砂速度为50-80Kg/h，后冷却得到杂质含量低于30ppm高纯石英砂；(5)元素掺杂：称取纳米级别的高纯氧化钾0.01-0.03、高纯氧化钠0.01-0.03、高纯氧化铝0.02-0.04，高纯氧化镨0.03-0.05和高纯氧化钒0.03-0.05，搅拌均匀后将混合物加入搅拌器中，再加入杂质含量低于30ppm高纯石英砂99.0-99.5混合搅拌，搅拌转速为300-500r/h，搅拌时间为5-6h；(6)将搅拌后的石英砂装袋，然后加入连熔炉在2200-2300℃下拉管，即可得到均匀的灰色石英管。
本发明一种灰色石英管的制备方法技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：
1、所述步骤(1)中石英管焙烧炉温度为950℃，石英管焙烧炉的转速为17Hz，出料量为55Kg/h；
2、所述步骤(3)中石英砂与混合酸按2.7:1.5的重量比混入动态酸泡机中，搅拌酸泡22小时，酸泡温度为35℃；其中混合酸以质量百分比浓度为31-35％的盐酸、42-44％的氢氟酸和61-67％的硝酸为原料，且盐酸、氢氟酸、硝酸的重量比为4.5：1.4：0.2；酸洗完后使用18MΩ超纯水进行清洗；
3、所述步骤(4)中烘干温度为1020℃，出砂速度为65Kg/h；
4、所述步骤(5)中搅拌转速为400r/h，搅拌时间为5.5h；
5、所述步骤(6)中拉管温度为2250℃。
与现有技术相比，本发明可直接生产制得灰色石英管，具有良好的着色效果，无需对无色石英管喷涂着色处理；同时本发明采用盐酸、氢氟酸和硝酸配成的混合酸，在高温烘烤时，减少了对周围环境的污染且连熔炉使用周期延长一倍。
具体实施方式
进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，一种灰色石英管，它由以下重量配比的原料制成：高纯氧化钾0.01-0.03；高纯氧化钠0.01-0.03；高纯氧化铝0.02-0.04；高纯氧化镨0.03-0.05；高纯氧化钒0.03-0.05；杂质含量低于30ppm高纯石英砂99.0-99.5。
实施例2，实施例1所述的灰色石英管中：高纯氧化钾0.01；高纯氧化钠0.01；高纯氧化铝0.02；高纯氧化镨0.03；高纯氧化钒0.03；杂质含量低于30ppm高纯石英砂99.0。
实施例3，实施例1或2所述的灰色石英管中：高纯氧化钾0.03；高纯氧化钠0.03；高纯氧化铝0.04；高纯氧化镨0.05；高纯氧化钒0.05；杂质含量低于30ppm高纯石英砂99.5。
实施例4，实施例1-3任一项所述的灰色石英管中：高纯氧化钾0.02；高纯氧化钠0.02；高纯氧化铝0.03；高纯氧化镨0.04；高纯氧化钒0.04；杂质含量低于30ppm高纯石英砂99.3。
实施例5，一种灰色石英管的制备方法，包括如下步骤：(1)原料焙烧：将石英原石加入石英管焙烧炉中焙烧，石英管焙烧炉温度为900-1000℃，石英管焙烧炉的转速为15-20Hz，出料量为50-60Kg/h；(2)原料破碎处理：将石英原石经过粉碎机粉碎，并经过处理能力为100-150Kg/h的高磁机除铁，得到石英砂的粒度及其质量百分比如下：
原料粒度较正常的石英砂偏细一个级别，便于在混料和熔融时与掺杂原料混合和融化均匀；(3)酸洗清洗：将上述石英砂与混合酸按2.4-3:1.5的重量比混入动态酸泡机中，搅拌酸泡20-24小时，酸泡温度为30-40℃；其中混合酸以质量百分比浓度为31-35％的盐酸、42-44％的氢氟酸和61-67％的硝酸为原料，且盐酸、氢氟酸、硝酸的重量比为4-5：1.3-1.6：0.2；酸洗完后使用超纯水进行清洗；(4)烘干：使用烘干机连续烘干，烘干温度为1000-1050℃，出砂速度为50-80Kg/h，后冷却得到杂质含量低于30ppm高纯石英砂；(5)元素掺杂：称取纳米级别的高纯氧化钾0.01-0.03、高纯氧化钠0.01-0.03、高纯氧化铝0.02-0.04，高纯氧化镨0.03-0.05和高纯氧化钒0.03-0.05，搅拌均匀后将混合物加入搅拌器中，再加入杂质含量低于30ppm高纯石英砂99.0-99.5混合搅拌，搅拌转速为300-500r/h，搅拌时间为5-6h；(6)将搅拌后的石英砂装袋，然后加入连熔炉在2200-2300℃下拉管，即可得到均匀的灰色石英管。
实施例6，实施例5所述的灰色石英管的制备方法中：所述步骤(1)中石英管焙烧炉温度为950℃，石英管焙烧炉的转速为17Hz，出料量为55Kg/h。
实施例7，实施例5或6所述的灰色石英管的制备方法中：所述步骤(3)中石英砂与混合酸按2.7:1.5的重量比混入动态酸泡机中，搅拌酸泡22小时，酸泡温度为35℃；其中混合酸以质量百分比浓度为31-35％的盐酸、42-44％的氢氟酸和61-67％的硝酸为原料，且盐酸、氢氟酸、硝酸的重量比为4.5：1.4：0.2；酸洗完后使用18MΩ超纯水进行清洗。
实施例8，实施例5-7任一项所述的灰色石英管的制备方法中：所述步骤(4)中烘干温度为1020℃，出砂速度为65Kg/h。
实施例9，实施例5-8任一项所述的灰色石英管的制备方法中：所述步骤(5)中搅拌转速为400r/h，搅拌时间为5.5h。
实施例10，实施例5-9任一项所述的灰色石英管的制备方法中：所述步骤(6)中拉管温度为2250℃。

Claims (10)

1.一种灰色石英管，其特征在于，它由以下重量配比的原料制成：
2.根据权利要求1所述的灰色石英管，其特征在于，它由以下重量配比的原料制成：
3.根据权利要求1所述的灰色石英管，其特征在于，它由以下重量配比的原料制成：
4.根据权利要求1所述的灰色石英管，其特征在于，它由以下重量配比的原料制成：
5.根据权利要求1所述灰色石英管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)原料焙烧：将石英原石加入石英管焙烧炉中焙烧，石英管焙烧炉温度为900-1000℃，石英管焙烧炉的转速为15-20Hz，出料量为50-60Kg/h；
(2)原料破碎处理：将石英原石经过粉碎机粉碎，并经过处理能力为100-150Kg/h的高磁机除铁，得到石英砂的粒度及其质量百分比如下：
(3)酸洗清洗：将上述石英砂与混合酸按2.4-3:1.5的重量比混入动态酸泡机中，搅拌酸泡20-24小时，酸泡温度为30-40℃；其中混合酸以质量百分比浓度为31-35％的盐酸、42-44％的氢氟酸和61-67％的硝酸为原料，且盐酸、氢氟酸、硝酸的重量比为4-5：1.3-1.6：0.2；酸洗完后使用超纯水进行清洗；
(4)烘干：使用烘干机连续烘干，烘干温度为1000-1050℃，出砂速度为50-80Kg/h，后冷却得到杂质含量低于30ppm高纯石英砂；
(5)元素掺杂：称取纳米级别的高纯氧化钾0.01-0.03、高纯氧化钠0.01-0.03、高纯氧化铝0.02-0.04，高纯氧化镨0.03-0.05和高纯氧化钒0.03-0.05，搅拌均匀后将混合物加入搅拌器中，再加入杂质含量低于30ppm高纯石英砂99.0-99.5混合搅拌，搅拌转速为300-500r/h，搅拌时间为5-6h；
(6)将搅拌后的石英砂装袋，然后加入连熔炉在2200-2300℃下拉管，即可得到均匀的灰色石英管。
6.根据权利要求5所述灰色石英管的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中石英管焙烧炉温度为950℃，石英管焙烧炉的转速为17Hz，出料量为55Kg/h。
7.根据权利要求5所述灰色石英管的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中石英砂与混合酸按2.7:1.5的重量比混入动态酸泡机中，搅拌酸泡22小时，酸泡温度为35℃；其中混合酸以质量百分比浓度为31-35％的盐酸、42-44％的氢氟酸和61-67％的硝酸为原料，且盐酸、氢氟酸、硝酸的重量比为4.5：1.4：0.2；酸洗完后使用18MΩ超纯水进行清洗。
8.根据权利要求5所述灰色石英管的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中烘干温度为1020℃，出砂速度为65Kg/h。
9.根据权利要求5所述灰色石英管的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中搅拌转速为400r/h，搅拌时间为5.5h。
10.根据权利要求5所述灰色石英管的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中拉管温度为2250℃。
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