Способ очистки кварца

 

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 кристобалита.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 03 С 1/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОР(. КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,6

1 (21) 4838161/33 (22) 03.05.90 (46) 30,05.93. Бюл. Q 20 (71) Специализированная проектно-конструкторская и наладочная организация "Росоргтехстром" (72) А.Ю.Живолук, Н. Г.Орешникова, В.А.Исаев и ll.Ä.Ñòàðîâîéòîâ (56) Авторское свидетельство СССР

hh 806623, кл, С 03 С 1/02, 1981.

Патент США % 3565595, кл, С 03 В

33/00, 1971, (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ КВАРЦА (57) Изобретение относится к способам очистки кварцевого сырья, используемого для наплава прозрачного и другого специальноИзобретение относится к способам очистки кварцевою сырья, используемого для наплава прозрачного и другого специально- го кварцевого стекла, йрименяемого 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 > 7 мм и кускового молочно-белого кварца при соотношении Фмакс/Фмии= 2,8-6 позволит повысить производительность процес- са перехода кварца в кристобалит, полностью

„, Ц„„1818309 А1

ro 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 0мдкс/Омин = 2,8 — 6 при 1650-1700 С в течение 0,5-1 ч, времени, необходимого для полной кристобалитизации с последующим дроблением и измельчением кристобалита.

: очистить его от газовожидких включений. Пол ученный в предлагаемом способе кусковой кристобалит можно использовать в качестве исходного сырья для наплава прозрачнЬго кварцевого стекла, предварительно подвергнув его при необходимости 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 квар1818309

Ф

Пример 3, Пробу молочно-белого кварца фракции; -120 + 20 мм (Ф, с/Фм„н=, = 6) весом 0,5 кг подготавливали и анализи10 ровали аналогично примеру 1. Термообработку осуществляли при 1650 С в течение 1 ч. Содержание кварца — 4, кристобалита— веса после термообработки — 0,009%. Степень очистки 94,92 .

Пример 4. Пробу молочно-белого кварца фракции: -120+ 20 мм (Фмакс/Фмин=

= 6) весом.0,5 кг подготавливали и анализировали аналогично примеру 1. Термообра20 ботку 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%.

Пример 5, Пробу молочно-белого кварца фракции: -120+ 20 мм (Фм кс/Фмнн=

= 6) весом 0,5 кг подготавливали и анализи-. ровали аналогично примеру 1. Термообработку осуществляли при 1700 С в течение

30 0,5 часа. Содержание кварца — не обнаружено, .кристобалита — 100%, стеклофаэы — не обнаружено. Потеря веса после термообработки — 0,003%, степень очистки — 97,9%

Пример 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 (+MGKc I +MPH > 400). Термооб работку осу40 ществляли 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 /, ПА т/о

0 01 ПВисх где ПВтуp — потеря веса после термообработки, ;

ПВнсх — 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, Пример 2, Пробу молочно-белого 55 кварца фракции: -20+ 7 мм (Фмакс/Фьин =

=2,8) весом 0,5 кг подготавливали и анализировали аналогично примеру 1, Термообца высокой скоростью кристобалитизации, Это обусловлено тем, что в состав газовожидких 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 модификационного 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 3ep6H фракции Фмакс!Фмин и условий их термоабработки.

Изобретение иллюстрируется следую. щими примерами, подтверждающими получение ожидаемого положительного эффекта.

Пример 1, Пробу молочно-белого кварца после дробления сортировали по крупности и отбирали фракцию: -20 + 7 мм (Фмакс/Фмин = 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 стеклофазы определялось по разности. Определения проводились с помощью метода рентгенофазового количественного анализа на дифрактометре 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, работку осуществляли при 1680 С в течение

0,5 часа и охлаждали, затем подвергали анализу. Содержание кварца — 2%, кристрбалита — 98, стеклофаэы — не обнаружено.

Потеря весЬ после термообработки—

0,005, степень очистки — 97,2

96, стеклофазы — не обнаружено, Потеря

Формула изобретения

Способ очистки кварца путем термообработки три 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 прозрачного кварцевого стекла. термообрабатывают крупнозернистый = 7 мм и кусковой молочно-белый кварц при соотношении фракций

Фмакс/Фмин = 2,8 — 6.