Способ очистки кварца Советский патент 1993 года по МПК C03C1/02 

Изобретение отноСится к способам очистки кварцевого Псыр ьяГ йсп ользуембгбдля наплава прозрачного и другого специального кварцевого стекла, применяемого в радиотехнической, химической,светотехнической промышленности и специальных приборах электронной техники.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки кварца от газовожидких включений для получения прозрачного кварцевого стекла.

Предлагаемое изобретение по сравнению с известным способом позволяет вовлечь в производство неограниченные запасы молочно-белого кварца, полностью заменив дефицитное кварцевое сырье на дешевое. Термообработка крупнозернистого и: 7 мм и кускового молочно-белого кварца при СООТНОШеНИИ Фмакс/Фминг2,8-6

позволит повысить производительность процес- са перехода кварца в кристобалит, полностью

очистить его от газовожидких включений. Пол-1 ученный в предлагаемом способе кусковой , кристобалит можно использовать в качестве | исходного сырья для наплава прозрачного кварцевого стекла, предварительно подвергнув его при необходимрсти измельчению до требуемой крупности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки кварца, включающем термообработку при температуре 1650-1700°С. выдержку в течение 0,5-1 часа, охлаждение, химическую обработку, промывку и сушку, согласно изобретению термообрабатывают крупнозернистый 7 мм и кусковой молочно-белый кварц при соотношении фракций

Фмакс/Фмин 2,8-6.

Повышение очистки от газовожидких включений обеспечивается благодаря использованию в качестве исходного сырья молочно-белого кварца, обладающего в отличие от прозрачных разновидностей квар«

е

оо

00

00

о ю

ца высокой скоростью кристобалитизации. Это обусловлено тем, что в состав газово- жидких примесей, придающих кварцу молочно-белую окраску, входят не только пары воды, но и насыщенные водные растворы солей, содержащие, главным образом, щелочные ионы Na+ и К, которые являются катализаторами в процессе модификацион- ного превращения кварца в кристобалит. Увеличение объема в процессе кристобалитизации приводит к раскрытию микроскопических и видимых полостей, заполненных газообразными и жидкими включениями. Экспериментально установлено, что эффективность очистки молочно-белого кварца от газовожидких примесей зависит от крупности зерен кварца, соотношении диаметров зерен фракции Фма кс/Фмин и условий их термообработки.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами, подтверждающими получение ожидаемого положительного эффекта.

Пример 1. Пробу молочно-белого кварца после дробления сортировали по крупности и отбирали фракцию: -20 + 7 мм (Фмакс/Фмйн : 2,8) весом 0,5 кг. Помещали в печь и термообрабатывали при 1650°С в течение 1 ч. После охлаждения пробу извлекали, затем усредняли, делили на две части. Одну подвергали анализу на содержание кварца и кристобалита. Содержание стек- лофазы определялось по разности. Определения проводились с помощью метода рентгенофазового количественного анализа на дифрактомётре ДРОН-2,0. Другая часть пробы анализировалась на дериватог- рафе Q-1500 Д. С помощью термогравиметрического метода определялась потеря веса исследуемой пробы при нагреве до 1000°С, скорость нагрева 10 град/мин. Степень очистки кварца от газовожидких включений рассчитывалась по формуле.

100 ПА т/о

0,01 -ПВисх

где ПВт/о - потеря веса после термообработки, %;

ПВисх потеря веса исходного кварца, %, Установлено, что содержание кварца в пробе 8%, кристобалита 87%, стеклофазы 5%. Потеря веса после термообработки 0,019%, степень очистки - 89,27%.

П р и м е р 2. Пробу молочно-белого кварца фракции: -20 + 7 мм (Фмакс/Фъшн 2,8) весом 0,5 кг подготавливали и анализировали аналогично примеру 1. Термообработку осуществляли при 1680°С в течение 0,5 часа и охлаждали, затем подвергали анализу. Содержание кварца - 2%, кристрбали- та - 98%, стеклофазы - не обнаружено.

Потеря веса после термообработки - 0,005%, степень очистки - 97,2%,

П р и м е р 3. Пробу молочно-белого кварца фракции: -120 + 20 мм (ФМакс/Фмин 6) весом 0,5 кг подготавливали и.анализы- ровали аналогично примеру 1. Термообработку осуществляли при 1650°С в течение 1 ч. Содержание кварца -4%, кристобалита - 96%, стеклофазы - не обнаружено. Потеря веса после термообработки - 0,009%. Степень очистки 94,92%.

П р и м е р 4. Пробу молочно-белого кварца фракции: -120 + 20 мм (ФМакс/Фмин 6) весом 0,5 кг подготавливали и анализировали аналогично примеру 1. Термообработку осуществляли при 1680°С в течение 0,5 ч. Содержание кварца -2 %, кристобалита 98%, стеклофазы - не обнаружено. Потеря веса после термообработки - 0,006%, степень очистки - 96,62%..

П р и м е р 5. Пробу молочно-белого кварца фракции: -120 + 20 мм (ФМакс/Фмин 6) весом 0,5 кг подготавливали и анализи- ровали аналогично примеру 1. Термообработку осуществляли при 1700°С в течение

0,5 часа. Содержание кварца - не обнаружено, .кристобалита - 100%, стеклофазы - не обнаружено. Потеря веса после термообра ботки- 0,003%, степень очистки - 97,9%. П р и р 6 (по прототипу). Пробу

молочно-белого кварца подвергали дроблению, измельчению и фракционному рассеву. Полученные классы крупности смешивали. Таким образом получали фракцию: -40 + 0,074 мм (Фмакс/Фмин 400). Термообработку осуществляли при 1680°С в течение 0,5 часа, охлаждали и анализировали аналогично примеру 1. Содержание кварца в пробе - 17%, кристобалита - 67%, стеклофазы - 16%. Потеря веса после термообработки 0,117%, степень очистки-24,5%.

Формула изобретения Способ очистки кварца путем термообработки при температуре 1650-1700°С, выдержки в течение 0,5-1 ч, охлаждения, химической обработки, промывки и сушки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки от газовожидких включений для получения прозрачнота кварцевого стекла, термообрабатывают крупнозернистый S7 мм и кусковой молочно-белый кварц при соотношении фракций Фмакс/Фмин 2,8-6.

Изобретение относится к способам очистки кварцевого сырья, используемого для наплава прозрачного и другого специальнсго кварцевого стекла, применяемого в радиотехнической промышленности и специальных приборах электронной техники. Сущность изобретения: способ очистки молочно-белого кварца включает термическую обработку, охлаждение, химическую обработку, промывку и сушку. Термической обработке подвергают крупнозернистый 7 мм или кусковой молочно-белый кварц при соотношении Омакс/Омин 2,8-6 при 1650-1700°С в течение 0,5-1 ч, времени, необходимого для полной кристобалитизации с последующим дроблением и измельчением кристоба- лита.