一种超高纯石英砂的提纯方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114477189A(43)申请公布日2022.05.13(21)申请号202210199336.X(22)申请日2022.03.01(71)申请人何良雨地址518000广东省深圳市前海深港合作区南山街道前湾一路35号深港青年梦工场10栋412(72)发明人何良雨刘彤(74)专利代理机构深圳众鼎专利商标代理事务所(普通合伙)44325专利代理师谭果林(51)Int.Cl.C01B33/12(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种超高纯石英砂的提纯方法(57)摘要为克服现有石英砂提纯工艺存在杂质残留，影响石英砂纯度的问题，本发明提供了一种超高纯石英砂的提纯方法，包括以下操作：获取石英砂；对石英砂进行动态冲击压缩，使石英砂处于无序亚稳态；使用化学溶液处理石英砂以去除杂质，清洗后得到高纯度石英砂。本发明提供的超高纯石英砂的提纯方法通过对石英砂进行动态冲击压缩，使石英砂处于结构松散的无序亚稳态，从而使得化学溶液可以充分渗入，去除深层杂质，提纯效果更好。该方法可以结合氯化焙烧等其他石英晶格杂质提纯步骤，实现半导体制造业所需的4N8、5N级别的超高纯石英砂制取。CN114477189ACN114477189A权利要求书1/1页1.一种超高纯石英砂的提纯方法，其特征在于，包括以下操作：获取石英砂；对石英砂进行动态冲击压缩，使石英砂处于无序亚稳态；使用化学溶液处理石英砂以去除杂质，浸泡后分离去除化学溶液；使用清洗液清洗石英砂，得到提纯的石英砂。2.根据权利要求1所述的超高纯石英砂的提纯方法，其特征在于，在“对石英砂进行动态冲击压缩”时，还包括对石英砂进行脉冲微波处理。3.根据权利要求1所述的超高纯石英砂的提纯方法，其特征在于，在“使用化学溶液处理石英砂以去除杂质，浸泡后分离去除化学溶液”之后，将石英砂与氯化剂混合，在800℃～1500℃的温度下于焙烧炉中加热1～10h。4.根据权利要求1所述的超高纯石英砂的提纯方法，其特征在于，所述化学溶液包括硫酸、盐酸和氢氟酸中的一种或多种，所述化学溶液中酸的质量浓度为10％～30％，酸液浸泡温度为50～150℃，酸液浸泡时间为2～6h。5.根据权利要求1所述的超高纯石英砂的提纯方法，其特征在于，在“对石英砂进行动态冲击压缩”中，所述石英砂经冲击压缩后，检测所述石英砂的双折射率值，所述石英砂的双折射率值大于0.003时，再次对石英砂进行动态冲击压缩；所述石英砂的双折射率值小于0.003时，使用化学溶液浸泡石英砂。6.根据权利要求1所述的超高纯石英砂的提纯方法，其特征在于，所述石英砂通过对石英原料进行预处理得到，所述预处理包括破碎、筛选、煅烧、水淬、粉碎、磁选和浮选中的一种或多种。7.根据权利要求6所述的超高纯石英砂的提纯方法，其特征在于，在“对石英原料进行预处理”中，对石英原料进行破碎，将石英原料破碎至1～40mm的颗粒，然后对石英原料进行冲洗去除明显杂质。8.根据权利要求7所述的超高纯石英砂的提纯方法，其特征在于，在“对石英原料进行破碎”之后，将石英原料在800℃～1200℃下煅烧2～4小时，然后将煅烧后的石英原料进行水淬；将水淬后的石英原料进行烘干。9.根据权利要求8所述的超高纯石英砂的提纯方法，其特征在于，在“将水淬后的石英原料进行烘干”后，将石英原料进行破碎、研磨，得到不同颗粒大小的石英砂，对石英砂进行分级筛选，然后使用磁选机在0.8～1.5T的磁场强度下对所述石英砂进行磁选除杂。10.根据权利要求9所述的超高纯石英砂的提纯方法，其特征在于，在“对石英砂进行分级筛选”后，向水中加入阳离子捕收剂和石英砂，调节溶液pH＝2～4，对石英砂进行多次浮选。2CN114477189A说明书1/4页一种超高纯石英砂的提纯方法技术领域[0001]本发明属于石英砂处理技术领域，具体涉及一种超高纯石英砂的提纯方法。背景技术[0002]高纯石英砂是石英矿石经物理(破碎、加热等)和化学(酸浸、碱浸等)处理后SiO2含量在99.9％以上的颗粒状石英产品，在半导体、航空航天、光通讯、光伏等多个领域有广泛的应用。酸浸、碱浸等是现有技术提纯石英砂的关键步骤，主要原理是通过化学反应将石英砂中的杂质进行溶解，再通过过滤、清洗等步骤分离得到剔除杂质的高纯石英砂。但酸浸、碱浸等技术的直接提纯效果有限，难以去除石英砂内部的深层杂质，无法满足高端应用领域对超高纯石英砂的品质要求。尤其是对半导体领域的应用而言，超高纯石英砂通常需要达到4N8、5N级别的超高纯度。相应的，提纯方法的杂质清除能力也需要满足更高的要求。发明内容[0003]针对现有石英砂提纯工艺存在杂质残留，影响石英砂纯度的问题，本发明提供一种超高纯石英砂的提纯方法。[0004]根据本发明提供的超高纯