專利名稱：石英砂提純裝置的高溫氣化反應管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種石英砂提純裝置的高溫氣化反應管，特別涉及一種在高溫下去除石英砂中元素雜質的物理化學提純技術。
背景技術：
高純石英砂是由天然石英礦物經(jīng)過一系列物理的和化學的提純技術生產(chǎn)的高純非金屬礦物原料，國際公認的高純石英砂是高于美國尤尼明(UNMIN)公司IOTA-CG標準，十三種元素雜質(包括Al、K、Na、Li、Ti、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Cr、Ni和B)的含量小于22ppm，其中各堿金屬(K、Na和Li)的含量分別小于Ippm的高技術產(chǎn)品。高純石英砂是生產(chǎn)高純石英玻璃管/棒和石英玻璃坩堝的主要原材料，石英玻璃以其優(yōu)良的物理和化學性能被廣泛應用在高端電光源、大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路、太陽能電池、光纖、激光、航天、軍事等行業(yè)中。高純石英砂的原礦為天然石英礦石，石英礦石中除了石英外，通常含有多種雜質礦物，常見的雜質礦物有云母、長石、鐵鈦氧化物等，石英本身因晶體結構缺陷或微裂隙往往含有某些金屬或非金屬元素雜質，以及流體雜質。通過浮選、磁選、重選、酸浸、煅燒等手段可以把大部分雜質去除掉，但很難做到把高純石英砂中的某些元素降低到小于Ippm的要求?，F(xiàn)有技術中的石英砂高溫氣化提純裝置所使用的高溫氣化反應管的缺點是石英砂在反應管中的停留時間短，反應不充分，產(chǎn)量低，而且容易泄漏有毒的化學處理氣體，對環(huán)境和人身造成嚴重危險。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供石英砂提純裝置的高溫氣化反應管，該反應管的一端具有收縮的進氣口，在靠近進氣口一端的管壁上具有至少一個出料口，所述的進氣口位于該反應管的中心軸線上，該反應管的另一端具有進料口。具有進氣口一端的反應管的水平直壁邊端與進氣口端口之間的連接直線與反應管的水平直壁之間的夾角Θ i滿足90° ( Θ < 180°。所述的進氣口的內(nèi)徑較反應管的內(nèi)徑小20mm以上。所述的進料口位于該反應管的中心軸線上，該進料口的內(nèi)徑較反應管的內(nèi)徑小20mm以上。具有進料口一端的反應管的水平直壁邊端與進料口端口之間的連接直線與反應管的水平直壁之間的夾角θ2滿足90° < θ2 < 180°。所述的進料口位于該反應管的中心軸線上，該進料口的內(nèi)徑與該反應管的內(nèi)徑相等。所述的出料口的總通量面積為25mm2 400mm2。所述的高溫氣化反應管采用石英玻璃管，其工作溫度為1000°C 1400°C。本發(fā)明具有的優(yōu)點在于
I、本發(fā)明采用臥式反應管，無需管體達到整體填滿的狀態(tài)，避免因石英在高溫條件下發(fā)生相變、體積膨脹而導致的反應管破裂的問題。
2、整個管體在轉動過程中實現(xiàn)物料的不斷翻滾，使反應更加充分，反應效率高，不容易發(fā)生板結、粘連等問題。3、反應管的兩端(進氣口和進料口)采用收縮口，可保持物料在反應管中有較長的停留時間，元素雜質和反應氣體之間的化學反應更加完全，可達到最佳的去雜效果。


圖I是本發(fā)明提出的石英砂提純裝置的高溫氣化反應管的結構示意圖。
圖2是本發(fā)明提出的石英砂提純裝置的高溫氣化反應管的另一種結構示意圖。圖中1_石英玻璃管；2_進料口 ；3_出料口 ；4_進氣口。
具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。本發(fā)明提出一種石英砂提純裝置的高溫氣化反應管，用于去除石英砂中的元素雜質，特別是堿金屬和過渡金屬元素雜質。本發(fā)明中高溫氣化反應管I采用高純石英砂制作的高純石英玻璃管1，工作溫度為1000°c 1400°C。該反應管的一端具有由反應管端部收縮的進氣口 4，如圖I所示，所述的進氣口 4位于該反應管的中心軸線上，該進氣口 4可以由反應管端部直接收縮形成，即反應管端部具有一內(nèi)徑小于反應管管徑的進氣口 4 ;也可以由反應管端部向外部收縮形成，可以以錐形收縮，也可以先以豎直壁面進行收縮，再以錐形或其他形式進行收縮。所述的反應管在具有進氣口端的反應管水平直壁邊端與進氣口 4的端口之間的連接直線與反應管的水平直壁之間的夾角Q1滿足90° (。該進氣口 4的端口內(nèi)徑比高溫氣化反應管內(nèi)徑小20mm以上。在靠近進氣口 4 一側的管壁上具有至少一個出料口 3，所述的出料口 3的形狀各異，可為圓形、方形等各種形狀，所有出料口 3的總通量面積為25mm2 400mm2。該反應管的另一端具有進料口 2，該進料口 2位于高溫氣化反應管的中心軸線上，該進料口 2的內(nèi)徑與高溫氣化反應管的內(nèi)徑相同，為直形口。進料口 2也可以選擇收縮口，收縮形式不限，可以為錐形口，所述的反應管在具有進料口端的反應管水平直壁邊端與進料口 2的端口之間的連接直線與反應管的水平直壁之間的夾角θ2滿足90° ( θ2 < 180°。如圖2所示，進料口 2的內(nèi)徑比高溫氣化反應管的內(nèi)徑小20mm以上，進料口 2選擇為收縮口時比直形口的提純效果更好。將高溫氣化反應管置于臥式電爐中，由進料口 2向出料口 3方向傾斜。通過傳動裝置獲得支撐和動力，在電爐中旋轉。由振動給料器將物料從進料口 2送入，從進氣口 4導入化學反應氣體。通過電爐加熱，工作溫度為1000°C-1400°C。物料在旋轉的高溫氣化反應管中不斷反轉，動態(tài)與反應氣體發(fā)生高溫條件下的物理-化學反應，去除石英砂中的雜質元素，并獲得動力向出料口 3運動，從出料口 3流出。以上所述實施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實施例，本發(fā)明的保護范圍不限于此。本技術領域的技術人員在本發(fā)明基礎上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍以權利要求書為準。
權利要求
1.一種石英砂提純裝置的高溫氣化反應管，該高溫氣化反應管為臥式反應管，其特征在于，該反應管的一端具有收縮的進氣口，在靠近進氣口一端的管壁上具有至少一個出料口，所述的進氣口位于該反應管的中心軸線上，該反應管的另一端具有進料口。
2.根據(jù)權利要求I所述的石英砂提純裝置的高溫氣化反應管，其特征在于，具有進氣口一端的反應管的水平直壁邊端與進氣口端口之間的連接直線與反應管的水平直壁之間的夾角Q1滿足90° Se1C 180°。
3.根據(jù)權利要求I所述的石英砂提純裝置的高溫氣化反應管，其特征在于，所述的進氣口的內(nèi)徑較反應管的內(nèi)徑小20mm以上。
4.根據(jù)權利要求I所述的石英砂提純裝置的高溫氣化反應管，其特征在于，所述的進料口位于該反應管的中心軸線上，該進料口的內(nèi)徑較反應管的內(nèi)徑小20mm以上。
5.根據(jù)權利要求4所述的石英砂提純裝置的高溫氣化反應管，其特征在于，具有進料口一端的反應管的水平直壁邊端與進料口端口之間的連接直線與反應管的水平直壁之間的夾角θ2滿足90° < θ2 < 180°。
6.根據(jù)權利要求I所述的石英砂提純裝置的高溫氣化反應管，其特征在于，所述的進料口位于該反應管的中心軸線上，該進料口的內(nèi)徑與該反應管的內(nèi)徑相等。
7.根據(jù)權利要求I所述的石英砂提純裝置的高溫氣化反應管，其特征在于，所述的出料口的總通量面積為25mm2 400mm2。
8.根據(jù)權利要求I所述的石英砂提純裝置的高溫氣化反應管，其特征在于，所述的高溫氣化反應管采用石英玻璃管，其工作溫度為1000°C 1400°C。
全文摘要
本發(fā)明提供一種石英砂提純裝置的高溫氣化反應管，該高溫氣化反應管為臥式反應管。該反應管的一端具有收縮的進氣口，在靠近進氣口的管壁上具有至少一個出料口，所述的進氣口位于該反應管的中心軸線上。該反應管的另一端為收縮的進料口，所述的進料口位于該反應管的中心軸線上。本發(fā)明采用臥式反應管，無需管體達到整體填滿的狀態(tài)，避免因石英在高溫條件下發(fā)生相變、體積膨脹而導致的反應管破裂的問題。整個管體在轉動過程中實現(xiàn)物料的不斷翻滾，使反應更加充分，反應效率高，不容易發(fā)生板結、粘連等問題。
文檔編號C01B33/12GK102923718SQ20121037264
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權日2012年9月29日
發(fā)明者陳培榮, 陳士斌, 徐新奎 申請人:江蘇太平洋石英股份有限公司