CN106746620B - 一种浅黄色石英玻璃管的生产方法 - Google Patents

一种浅黄色石英玻璃管的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种浅黄色石英玻璃管的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：S1，取SiO2含量为99％以上，杂质含量低于20ppm的石英石原料，对石英石原料进行破碎得到规格为50‑70目的石英石料；S2，将S1中的石英石移至冲洗池进行第一次除杂，冲除泥沙，将冲洗后的石英石料晾干，取比例为1:2的硝酸钠和硝酸钾加入石英石料中并进行搅拌，得到石英石混合物料。该发明，通过在S5中通过氧化铕、五氧化二钒、氧化钇、氧化镨和氧化镧加入盐酸制得A溶液，通过硝酸钠和偏钒酸铵加水得到B溶液，并与石英石料进行混合焙烧，为石英石料充分上色，不会出现杂色，能够得到颜色高纯度的石英玻璃管。

Description

一种浅黄色石英玻璃管的生产方法
技术领域
本发明涉及技术领域，具体为一种浅黄色石英玻璃管的生产方法。
背景技术
石英玻璃管是用二氧化硅制造的特种工业技术玻璃，是一种非常优良的基础材料(硅含量9999)，石英玻璃具有一系列优良的物理、化学性能，如：
1、耐高温。石英玻璃的软化点温度约1730℃，可在1100℃下长时间使用，短时间高使用温度可达1450℃，2、耐腐蚀。除氢氟酸外，石英玻璃几乎不与其他酸类物质发生化学反应，其耐酸能力是陶瓷的30倍，不锈钢的150倍，尤其是在高温下的化学稳定性，是其他任何工程材料都无法比拟的，3、热稳定性好。石英玻璃的热膨胀系数极小，能承受剧烈的温度变化，将石英玻璃加热至1100℃左右，放入常温水中也不会炸裂，4、透光性能好。石英玻璃在紫外线到红外线的整个光谱波段都有较好的透光性能，可见光透过率在93％以上，特别是在紫外光谱区，大透过率可达80％以上，5、电绝缘性能好。石英玻璃的电阻值相当于普通玻璃的一万倍，是极好的电绝缘材料，即使在高温下也具有良好的电性能。
浅黄色石英管多应用在激光器中，可完全滤除不可见光中的紫外线，可避免工作物质产生色心和发生光畸变，同时减少对银反射层的腐蚀，也可大幅度提高激光器的发生效率，但是现在浅黄色石英玻璃管的生产技术仍然不够成熟，石英玻璃管的颜色不纯，容易出现杂色，而且存在强度不足的情况，报废率高，影响激光器的使用，所以发明一种颜色纯度高，材质强度高的浅黄色石英玻璃管生产方法变得极为迫切。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种浅黄色石英玻璃管的生产方法。
本发明提出一种浅黄色石英玻璃管的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：
S1，取SiO2含量为99％以上，杂质含量低于20ppm的石英石原料，对石英石原料进行破碎得到规格为50-70目的石英石料。
S2，将S1中的石英石移至冲洗池进行第一次除杂，冲除泥沙，将冲洗后的石英石料晾干，取比例为1:2的硝酸钠和硝酸钾加入石英石料中并进行搅拌，得到石英石混合物料。
S3，将S2中得到的石英石混合物料投入焙烧炉中，在800-1000℃下焙烧1-2h，焙烧结束后将石英块料迅速投入20℃以下纯水中水淬30-60s，让其裂解，将裂解后的石英石料投入粉碎机进行细粉，得到150-200目的石英砂。
S4，向S3中得到的石英砂中投入由质量百分比浓度为10-20％的盐酸、20-30％的氢氟酸组成的混合酸中浸泡2-3天，使用纯水对S3中浸泡后得到的石英石料进行冲洗，滤干水分后晾干。
S5，取氧化铕、五氧化二钒、氧化钇、氧化镨和氧化镧加入盐酸溶解得到A溶液，取硝酸钠和偏钒酸铵加水溶解得到B溶液。
S6，将A溶液和B溶液倒入S4中得到的石英石料中，使用搅拌机混合均匀，投入焙烧炉中，在1000-1100℃下焙烧1-1.5h，冷却2h。
S7，加入比例为1:15的氧化镉、氧化钙混合物，混合物的重量为石英砂重量的0.08-0.2％，再投入熔炼炉在1900-2100℃下进行熔炼，再用拉管机拉制成石英玻璃管，再对石英玻璃管进行切割、烧口，对石英玻璃管进行超声波清洗和脱羟处理，得到浅黄色石英玻璃管。
优选的，所述硝酸钠和硝酸钾混合料的重量为石英石重量的0.010-0.020％。
优选的，所述盐酸与氢氟酸的重量比为2:1，所述盐酸与氢氟酸混合液的重量是石英石料重量的0.070-0.090％。
优选的，所述氧化铕、五氧化二钒、氧化钇、氧化镨和氧化镧的重量配比为2:1:2:1.8:1，所述A溶液的重量是石英石料重量的1-3％。
优选的，所述硝酸钠和偏钒酸铵的重量配比为1:0.01，所述B溶液的重量是石英石料重量的2-2.5％。
优选的，所述S7中脱羟时，真空度不低于1×10-5，温度为900-1100℃，保温时间大于5h。
有益效果
本发明提供了一种浅黄色石英玻璃管的生产方法，具备以下有益效果：
该发明，通过在S5中通过氧化铕、五氧化二钒、氧化钇、氧化镨和氧化镧加入盐酸制得A溶液，通过硝酸钠和偏钒酸铵加水得到B溶液，并与石英石料进行混合焙烧，为石英石料充分上色，不会出现杂色，能够得到颜色高纯度的石英玻璃管，通过在S7中加入氧化镉、氧化钙混合物，能够提高石英玻璃管的强度，进而得到颜色纯度高，材质强度高的浅黄色石英玻璃管。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明做进一步说明，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明提供了一种技术方案，一种浅黄色石英玻璃管的生产方法，生产方法包括以下步骤：
S1，取SiO2含量为99％以上，杂质含量低于20ppm的石英石原料，对石英石原料进行破碎得到规格为60目的石英石料；
S2，将S1中的石英石移至冲洗池进行第一次除杂，冲除泥沙，将冲洗后的石英石料晾干，取比例为1:2的硝酸钠和硝酸钾加入石英石料中并进行搅拌，硝酸钠和硝酸钾混合料的重量为石英石重量的0.020％，得到石英石混合物料；
S3，将S2中得到的石英石混合物料投入焙烧炉中，在800-1000℃下焙烧1-2h，焙烧结束后将石英块料迅速投入20℃以下纯水中水淬50s，让其裂解，将裂解后的石英石料投入粉碎机进行细粉，得到180目的石英砂；
S4，向S3中得到的石英砂中投入由质量百分比浓度为15％的盐酸、25％的氢氟酸组成的混合酸中浸泡3天，盐酸与氢氟酸的重量比为2:1，所述盐酸与氢氟酸混合液的重量是石英石料重量的0.080％，使用纯水对S3中浸泡后得到的石英石料进行冲洗，滤干水分后晾干；
S5，取氧化铕、五氧化二钒、氧化钇、氧化镨和氧化镧加入盐酸溶解得到A溶液，氧化铕、五氧化二钒、氧化钇、氧化镨和氧化镧的重量配比为2:1:2:1.8:1，所述A溶液的重量是石英石料重量的1-3％，取硝酸钠和偏钒酸铵加水溶解得到B溶液，硝酸钠和偏钒酸铵的重量配比为1:0.01，所述B溶液的重量是石英石料重量的2.3％；
S6，将A溶液和B溶液倒入S4中得到的石英石料中，使用搅拌机混合均匀，投入焙烧炉中，在1100℃下焙烧1.5h，冷却2h；
S7，加入比例为1:15的氧化镉、氧化钙混合物，混合物的重量为石英砂重量的0.15％，再投入熔炼炉在2100℃下进行熔炼，再用拉管机拉制成石英玻璃管，再对石英玻璃管进行切割、烧口，对石英玻璃管进行超声波清洗和脱羟处理，脱羟时，真空度不低于1×10-5，温度为1000℃，保温时间大于5h，得到浅黄色石英玻璃管。
该实施例中，石英玻璃管的颜色纯度高，生产速度慢。
实施例二
本发明提供了一种技术方案，一种浅黄色石英玻璃管的生产方法，生产方法包括以下步骤：
S1，取SiO2含量为99％以上，杂质含量低于20ppm的石英石原料，对石英石原料进行破碎得到规格为50目的石英石料；
S2，将S1中的石英石移至冲洗池进行第一次除杂，冲除泥沙，将冲洗后的石英石料晾干，取比例为1:2的硝酸钠和硝酸钾加入石英石料中并进行搅拌，硝酸钠和硝酸钾混合料的重量为石英石重量的0.010％，得到石英石混合物料；
S3，将S2中得到的石英石混合物料投入焙烧炉中，在800℃下焙烧1-2h，焙烧结束后将石英块料迅速投入20℃以下纯水中水淬30s，让其裂解，将裂解后的石英石料投入粉碎机进行细粉，得到150目的石英砂；
S4，向S3中得到的石英砂中投入由质量百分比浓度为10％的盐酸、20％的氢氟酸组成的混合酸中浸泡2天，盐酸与氢氟酸的重量比为2:1，所述盐酸与氢氟酸混合液的重量是石英石料重量的0.070％，使用纯水对S3中浸泡后得到的石英石料进行冲洗，滤干水分后晾干；
S5，取氧化铕、五氧化二钒、氧化钇、氧化镨和氧化镧加入盐酸溶解得到A溶液，氧化铕、五氧化二钒、氧化钇、氧化镨和氧化镧的重量配比为2:1:2:1.8:1，所述A溶液的重量是石英石料重量的1-3％，取硝酸钠和偏钒酸铵加水溶解得到B溶液，硝酸钠和偏钒酸铵的重量配比为1:0.01，所述B溶液的重量是石英石料重量的2％；
S6，将A溶液和B溶液倒入S4中得到的石英石料中，使用搅拌机混合均匀，投入焙烧炉中，在1000℃下焙烧1h，冷却2h；
S7，加入比例为1:15的氧化镉、氧化钙混合物，混合物的重量为石英砂重量的0.08％，再投入熔炼炉在1900℃下进行熔炼，再用拉管机拉制成石英玻璃管，再对石英玻璃管进行切割、烧口，对石英玻璃管进行超声波清洗和脱羟处理，脱羟时，真空度不低于1×10-5，温度为900℃，保温时间大于5h，得到浅黄色石英玻璃管。
该实施例中，石英玻璃管的颜色纯度低，但是生产速度快，适合进行大批量生产。
实施例三
本发明提供了一种技术方案，一种浅黄色石英玻璃管的生产方法，生产方法包括以下步骤：
S1，取SiO2含量为99％以上，杂质含量低于20ppm的石英石原料，对石英石原料进行破碎得到规格为70目的石英石料；
S2，将S1中的石英石移至冲洗池进行第一次除杂，冲除泥沙，将冲洗后的石英石料晾干，取比例为1:2的硝酸钠和硝酸钾加入石英石料中并进行搅拌，硝酸钠和硝酸钾混合料的重量为石英石重量的0.020％，得到石英石混合物料；
S3，将S2中得到的石英石混合物料投入焙烧炉中，在1000℃下焙烧1-2h，焙烧结束后将石英块料迅速投入20℃以下纯水中水淬60s，让其裂解，将裂解后的石英石料投入粉碎机进行细粉，得到200目的石英砂；
S4，向S3中得到的石英砂中投入由质量百分比浓度为20％的盐酸、30％的氢氟酸组成的混合酸中浸泡3天，盐酸与氢氟酸的重量比为1，所述盐酸与氢氟酸混合液的重量是石英石料重量的0.090％，使用纯水对S3中浸泡后得到的石英石料进行冲洗，滤干水分后晾干；
S5，取氧化铕、五氧化二钒、氧化钇、氧化镨和氧化镧加入盐酸溶解得到A溶液，氧化铕、五氧化二钒、氧化钇、氧化镨和氧化镧的重量配比为2:1:2:1.8:1，所述A溶液的重量是石英石料重量的3％，取硝酸钠和偏钒酸铵加水溶解得到B溶液，硝酸钠和偏钒酸铵的重量配比为1:0.01，所述B溶液的重量是石英石料重量的2.5％；
S6，将A溶液和B溶液倒入S4中得到的石英石料中，使用搅拌机混合均匀，投入焙烧炉中，在1100℃下焙烧1.5h，冷却2h；
S7，加入比例为1:15的氧化镉、氧化钙混合物，混合物的重量为石英砂重量的0.2％，再投入熔炼炉在2100℃下进行熔炼，再用拉管机拉制成石英玻璃管，再对石英玻璃管进行切割、烧口，对石英玻璃管进行超声波清洗和脱羟处理，脱羟时，真空度不低于1×10-5，温度为1100℃，保温时间大于5h，得到浅黄色石英玻璃管。
该实施例中，石英玻璃管的颜色纯度高，生产速度快，但成本较高，适合应用于浅黄色石英玻璃管的高精生产。
综上所述，该浅黄色石英玻璃管的生产方法，通过在S5中通过氧化铕、五氧化二钒、氧化钇、氧化镨和氧化镧加入盐酸制得A溶液，通过硝酸钠和偏钒酸铵加水得到B溶液，并与石英石料进行混合焙烧，为石英石料充分上色，不会出现杂色，能够得到颜色高纯度的石英玻璃管，通过在S7中加入氧化镉、氧化钙混合物，能够提高石英玻璃管的强度，进而得到颜色纯度高，材质强度高的浅黄色石英玻璃管。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种浅黄色石英玻璃管的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括以下步骤：
S1，取SiO2含量为99％以上，杂质含量低于20ppm的石英石原料，对石英石原料进行破碎得到规格为50-70目的石英石料；
S2，将S1中的石英石移至冲洗池进行第一次除杂，冲除泥沙，将冲洗后的石英石料晾干，取比例为1:2的硝酸钠和硝酸钾加入石英石料中并进行搅拌，得到石英石混合物料；
S3，将S2中得到的石英石混合物料投入焙烧炉中，在800-1000℃下焙烧1-2h，焙烧结束后将石英块料迅速投入20℃以下纯水中水淬30-60s，让其裂解，将裂解后的石英石料投入粉碎机进行细粉，得到150-200目的石英砂；
S4，向S3中得到的石英砂中投入由质量百分比浓度为10-20％的盐酸、20-30％的氢氟酸组成的混合酸中浸泡2-3天，使用纯水对S3中浸泡后得到的石英石料进行冲洗，滤干水分后晾干；
S5，取氧化铕、五氧化二钒、氧化钇、氧化镨和氧化镧加入盐酸溶解得到A溶液，取硝酸钠和偏钒酸铵加水溶解得到B溶液；
S6，将A溶液和B溶液倒入S4中得到的石英石料中，使用搅拌机混合均匀，投入焙烧炉中，在1000-1100℃下焙烧1-1.5h，冷却2h；
S7，加入比例为1:15的氧化镉、氧化钙混合物，混合物的重量为石英砂重量的0.08-0.2％，再投入熔炼炉在1900-2100℃下进行熔炼，再用拉管机拉制成石英玻璃管，再对石英玻璃管进行切割、烧口，对石英玻璃管进行超声波清洗和脱羟处理，得到浅黄色石英玻璃管。
2.根据权利要求1所述的一种浅黄色石英玻璃管的生产方法，其特征在于：所述硝酸钠和硝酸钾混合料的重量为石英石重量的0.010-0.020％。
3.根据权利要求1所述的一种浅黄色石英玻璃管的生产方法，其特征在于：所述盐酸与氢氟酸的重量比为2:1，所述盐酸与氢氟酸混合液的重量是石英石料重量的0.070-0.090％。
4.根据权利要求1所述的一种浅黄色石英玻璃管的生产方法，其特征在于：所述氧化铕、五氧化二钒、氧化钇、氧化镨和氧化镧的重量配比为2:1:2:1.8:1，所述A溶液的重量是石英石料重量的1-3％。
5.根据权利要求1所述的一种浅黄色石英玻璃管的生产方法，其特征在于：所述硝酸钠和偏钒酸铵的重量配比为1:0.01，所述B溶液的重量是石英石料重量的2-2.5％。
6.根据权利要求1所述的一种浅黄色石英玻璃管的生产方法，其特征在于：所述S7中脱羟时，真空度不低于1×10-5，温度为900-1100℃，保温时间大于5h。
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