CN115924919A - 一种超高纯石英砂的提纯设备及其提纯方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高纯石英砂的提纯设备，包括壳体，所述壳体上设置有放料机构，所述壳体上设置有加热搅拌机构，所述放料机构包括漏斗型管和第一控制器，所述漏斗型管的内部设置有复位弹簧，所述漏斗型管的内部设置有球体，所述球体的表面固定有细绳，所述漏斗型管的顶部安装有管盖，所述管盖的顶部固定有U型架，所述细绳的顶端固定有单头螺纹杆。本发明通过设置放料机构和加热搅拌机构，可以让微生物在合适温度生长环境下，配合营养剂，快速生长，即提高其生理机构，加快微生物的氧化、溶解及分解等作用，可以快速地将石英砂颗粒表面附着的杂质成分给快速去除，达到环保提纯，且可以提高石英砂的提纯后质量。

Description

一种超高纯石英砂的提纯设备及其提纯方法

技术领域

本发明涉及石英砂提纯技术领域，具体为一种超高纯石英砂的提纯设备及其提纯方法。

背景技术

石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒。它是一种非金属矿物质，也是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物。石英砂的颜色为乳白色或无色半透明状，其主要矿物成分是SiO2，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，密度为2.65，堆积密度，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点1750℃，是重要的工业矿物原料，非化学危险品，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及防火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料，滤料等工业，而若想把石英砂应用在IC的集成电路上，就需要将石英砂提纯至超高纯石英砂才行。

现有的超高纯石英砂的提纯设备虽然在实际使用过程中能够将石英砂原料提纯到符合超高纯石英砂的标准范围内，但是采用的提纯方式较为不环保且提纯出来的超高纯石英砂质量还是较低，其主要原因是石英砂原料在进行破碎研磨后，所采用的提纯方式较为单一，且操作步骤较少，从而可能导致石英砂颗粒在完成一系列提纯后，其表面可能还会附着有杂质成分没有被预处理提纯，即影响提纯后石英砂的质量，从而降低提纯设备的使用效率。

因此，需要提出新型的一种超高纯石英砂的提纯设备及其提纯方法，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高纯石英砂的提纯设备及其提纯方法，以解决上述背景技术提出的石英砂原料在进行破碎研磨后，所采用的提纯方式较为单一，且操作步骤较少，从而可能导致石英砂颗粒在完成一系列提纯后，其表面可能还会附着有杂质成分没有被预处理提纯，即影响提纯后石英砂的质量，从而降低提纯设使用效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超高纯石英砂的提纯设备，包括壳体，所述壳体上设置有放料机构，所述壳体上设置有加热搅拌机构；

所述放料机构包括漏斗型管和第一控制器，所述漏斗型管的内部设置有复位弹簧，所述漏斗型管的内部设置有球体，所述球体的表面固定有细绳，所述漏斗型管的顶部安装有管盖，所述管盖的顶部固定有U型架，所述细绳的顶端固定有单头螺纹杆，所述单头螺纹杆的顶端螺纹连接有电动伸缩杆，所述管盖的顶部固定贯穿有第一进料管，所述第一进料管的进口处安装有密封塞；

所述加热搅拌机构包括正反电机、空心管、控制器主体和第二控制器，所述正反电机的输出端安装有主齿轮，所述空心管的外表面靠近底部位置固定套接有从齿轮，所述空心管的外表面等距分布固定有多组搅拌板，且每组搅拌板的数量为三个，所述空心管的外表面靠近底部位置等距分布固定有多个搅拌块，所述空心管的底部安装有圆环块，所述圆环块的内部固定套接有电加热棒，所述壳体的外壁安装有温度传感器。

优选的，所述复位弹簧的顶端与漏斗型管的内壁固定安装，所述球体的表面与复位弹簧的一端相固定，所述细绳的顶端活动贯穿管盖的内壁顶部。

优选的，所述电动伸缩杆安装在U型架的内壁顶部，所述电加热棒的接线端延伸至空心管的内部，所述温度传感器的探测端延伸至壳体的内部。

优选的，所述第一控制器与电动伸缩杆电性连接，所述控制器主体与温度传感器电性连接，所述控制器主体与电加热棒电性连接，所述第二控制器与正反电机电性连接。

优选的，所述壳体的顶部设置有单孔壳盖，所述正反电机安装在单孔壳盖的顶部，所述空心管的底端活动贯穿单孔壳盖的顶部，所述漏斗型管通过轴承转动连接在单孔壳盖的内部。

优选的，所述壳体的内壁底部固定贯穿有圆管，所述壳体的外壁等距分布固定有多个支撑块，所述单孔壳盖的顶部固定贯穿有两个第二进料管，两个所述第二进料管的顶部均安装有密封盖。

优选的，所述单孔壳盖的外表面和壳体的外壁均固定有两个相对称的连接块，四个所述连接块共分为两组，每组所述连接块之间通过螺栓相连接，所述圆管的输出端安装有电动阀，所述壳体的外壁固定有连接板。

优选的，所述控制器主体安装在连接板上，所述第一控制器安装在连接板上，所述第二控制器安装在连接板上，所述连接板的表面安装有第三控制器，所述第三控制器与电动阀电性连接。

一种超高纯石英砂的提纯设备的提纯方法，包括以下步骤：

S1、当需要对受阻沉降器后产生的石英砂颗粒进行微生物提纯时，首先，将石英砂颗粒、水和微生物粉均放入壳体内部，接着利用温度传感器、电加热棒和控制器主体来控制壳体内部混合物的温度，并利用第二控制器控制正反电机正反转，同时通过主齿轮、从齿轮和空心管的配合，带动搅拌板和搅拌块转动，让壳体内部混合物受热均匀；

S2、同时为了让微生物更好的生长，可以利用第一控制器控制电动伸缩杆，同时通过U型架和细绳的配合，带动球体移动，让漏斗型管内部的放置的营养剂流到壳体内部即可；

S3、这时通过合适的环境且快速生长的微生物，对石英砂颗粒进行环保提纯操作，最后通过第三控制器、圆管和电动阀的配合，将壳体内部被提纯好的石英砂颗粒和水给导流出来。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过设置放料机构和加热搅拌机构，当需要让石英砂颗粒进行环保提纯操作时，此时直接将石英砂颗粒导入壳体内部，同时向壳体内部注入微生物粉和水，接着启动控制器主体，同时通过温度传感器和电加热棒的配合，控制壳体内部混合物的温度，同时启动第二控制器，通过正反电机、主齿轮、从齿轮和空心管的配合，带动搅拌板和搅拌块转动，让转动的搅拌板和搅拌块使得微生物粉、水和石英砂颗粒进行充分混合，同时让壳体内部混合物受热均匀，同时启动第一控制器，同时通过电动伸缩杆、单头螺纹杆和U型架的配合，让细绳带动球体进行上移操作，让漏斗型管内部的微生物营养剂溶液流到壳体的内部，与壳体内部混合物混合，此方法可以让微生物合适温度生长环境下，配合营养剂，快速生长，即提高其生理机构，加快微生物的氧化、溶解及分解等作用；

2、通过设置电动阀和第三控制器，当需要将提纯后的石英砂颗粒和水从壳体内部导流出气时，此时直接启动第三控制器，利用第三控制器打开电动阀，此时石英砂和水会在自身重力的作用下直接向圆管的内部流入，接着通过电动阀的配合，从壳体内部流出。

附图说明

图1为本发明一种超高纯石英砂的提纯设备的立体图；

图2为本发明一种超高纯石英砂的提纯设备的另一角度立体图；

图3为本发明一种超高纯石英砂的提纯设备的部分剖视立体图；

图4为本发明一种超高纯石英砂的提纯设备的放料机构部分剖视立体图；

图5为本发明一种超高纯石英砂的提纯设备的放料机构立体图；

图6为本发明一种超高纯石英砂的提纯设备的放料机构另一角度部分立体图；

图7为本发明一种超高纯石英砂的提纯设备的圆环块和电加热棒立体机构示意图；

图8为本发明一种超高纯石英砂的提纯设备的初始工业流程图。

图中：

1、壳体；

2、放料机构；201、漏斗型管；202、复位弹簧；203、球体；204、细绳；205、管盖；206、U型架；207、单头螺纹杆；208、电动伸缩杆；209、第一进料管；210、密封塞；211、第一控制器；

3、加热搅拌机构；301、正反电机；302、主齿轮；303、空心管；304、从齿轮；305、搅拌板；306、搅拌块；307、圆环块；308、电加热棒；309、温度传感器；310、控制器主体；311、第二控制器；

4、单孔壳盖；5、圆管；6、支撑块；7、第二进料管；8、密封盖；9、连接块；10、第三控制器；11、电动阀；12、连接板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施条例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

图1－图8所示：一种超高纯石英砂的提纯设备，包括壳体1，壳体1上设置有放料机构2，壳体1上设置有加热搅拌机构3；

放料机构2包括漏斗型管201和第一控制器211，漏斗型管201的内部设置有复位弹簧202，漏斗型管201的内部设置有球体203，球体203的表面固定有细绳204，漏斗型管201的顶部安装有管盖205，管盖205的顶部固定有U型架206，细绳204的顶端固定有单头螺纹杆207，单头螺纹杆207的顶端螺纹连接有电动伸缩杆208，管盖205的顶部固定贯穿有第一进料管209，第一进料管209的进口处安装有密封塞210；

加热搅拌机构3包括正反电机301、空心管303、控制器主体310和第二控制器311，正反电机301的输出端安装有主齿轮302，空心管303的外表面靠近底部位置固定套接有从齿轮304，主齿轮302的齿牙与从齿轮304的齿牙相啮合，空心管303的外表面等距分布固定有多组搅拌板305，且每组搅拌板305的数量为三个，空心管303的外表面靠近底部位置等距分布固定有多个搅拌块306，空心管303的底部安装有圆环块307，圆环块307的内部固定套接有电加热棒308，壳体1的外壁安装有温度传感器309。

如图1和图3－图6所示，复位弹簧202的顶端与漏斗型管201的内壁固定安装，球体203的表面与复位弹簧202的一端相固定，细绳204的顶端活动贯穿管盖205的内壁顶部，方便在复位弹簧202的作用下，可以带动球体203进行自动复位。

如图1－图5和图7所示，电动伸缩杆208安装在U型架206的内壁顶部，电加热棒308的接线端延伸至空心管303的内部，温度传感器309的探测端延伸至壳体1的内部，方便在温度传感器309的作用下，可以时刻检测壳体1内部混合物的温度。

如图1、图3－图5和图7所示，第一控制器211与电动伸缩杆208电性连接，控制器主体310与温度传感器309电性连接，控制器主体310与电加热棒308电性连接，第二控制器311与正反电机301电性连接，方便在电加热棒308的作用下，可以对壳体1内部混合物进行加热操作。

如图1－图5所示，壳体1的顶部设置有单孔壳盖4，正反电机301安装在单孔壳盖4的顶部，空心管303的底端活动贯穿单孔壳盖4的顶部，漏斗型管201通过轴承转动连接在单孔壳盖4的内部，方便在正反电机301、主齿轮302、从齿轮304和空心管303的配合下，可以带动多有的搅拌板305和搅拌块306转动。

如图1－图3所示，壳体1的内壁底部固定贯穿有圆管5，壳体1的外壁等距分布固定有多个支撑块6，单孔壳盖4的顶部固定贯穿有两个第二进料管7，两个第二进料管7的顶部均安装有密封盖8，方便在圆管5和电动阀11的配合下，可以将壳体1内部被提纯好的石英砂颗粒和水给导流出来。

如图1－图3所示，单孔壳盖4的外表面和壳体1的外壁均固定有两个相对称的连接块9，四个连接块9共分为两组，每组连接块9之间通过螺栓相连接，圆管5的输出端安装有电动阀11，壳体1的外壁固定有连接板12，方便在电动阀11的作用下，可以控制壳体1内部混合物的储存或释放。

如图1－图3所示，控制器主体310安装在连接板12上，第一控制器211安装在连接板12上，第二控制器311安装在连接板12上，连接板12的表面安装有第三控制器10，第三控制器10与电动阀11电性连接，方便在第三控制器10的作用下，可以控制电动阀11的启动或关闭。

一种超高纯石英砂的提纯设备的提纯方法，包括以下步骤：

S1、当需要对受阻沉降器后产生的石英砂颗粒进行微生物提纯时，首先，将石英砂颗粒、水和微生物粉均放入壳体1内部，接着利用温度传感器309、电加热棒308和控制器主体310来控制壳体1内部混合物的温度，并利用第二控制器311控制正反电机301正反转，同时通过主齿轮302、从齿轮304和空心管303的配合，带动搅拌板305和搅拌块306转动，让壳体1内部混合物受热均匀；

S2、同时为了让微生物更好的生长，可以利用第一控制器211控制电动伸缩杆208，同时通过U型架206和细绳204的配合，带动球体203移动，让漏斗型管201内部的放置的营养剂流到壳体1内部即可；

S3、这时通过合适的环境且快速生长的微生物，对石英砂颗粒进行环保提纯操作，最后通过第三控制器10、圆管5和电动阀11的配合，将壳体1内部被提纯好的石英砂颗粒和水给导流出来。

本发明中，当需要将石英砂原料提纯到超高纯石英砂时，此时先根据图8流程图，先将四目以下的石英砂原料通过输送到传输到色选机上进行预选，接着将预选出来的符合标准的石英砂给输送到研磨机上进行研磨操作，之后将研磨成细颗粒的石英砂颗粒输送到另一个设备上，加水进行水洗脱泥，再接着将水洗后的石英砂颗粒输送到受阻沉降器的内部，同时石英砂颗粒脱泥产生的泥和水都会被导流到浓密池中，而进入受阻沉降器内部的石英砂颗粒会被分筛，这时二十目以下的石英砂颗粒会被再次送回到研磨机中进行再次研磨，而二十目以上的石英砂颗粒会直接被导流到由图1－图6的设备中进行提纯操作，当石英砂颗粒从其中一个第二进料管7倒入进入壳体1的内部时，直接将微生物粉也随之从另一个第二进料管7倒入，导流到壳体1的内部，当壳体1的内部注入适量的石英砂颗粒时，此时直接停止石英砂向壳体1内部的注入，这时也停止微生物粉即黑曲霉、草分枝杆菌、青霉或多粘素杆菌微生物，接着在通过另一个第二进料管7的配合，向壳体1的内部注入适量的水，之后将两个第二进料管7的顶部均用密封盖8盖住，与此同时，为了提高微生物的氧化、溶解及分解等作用，先启动控制器主体310，并设置好温度最小阈值和温度最大阈值，此时温度传感器309会直接检测壳体1内部混合物的温度，这时温度传感器309会将检测到的温度数据以电信号的方式传输到控制器主体310的内部，当控制器主体310接收到的数据小于预先设置的温度最小阈值时，此时控制器主体310会直接控制电加热棒308启动，此时启动的电加热棒308会直接对壳体1内部混合物进行加热操作，此时为了让壳体1内部混合物受热均匀，直接启动第二控制器311，并甚至好正反电机301正反转的时间，此时直接利用第二控制器311控制正反电机301进行启动，此时启动的正反电机301会直接带动与之连接的主齿轮302转动，而转动的主齿轮302会在轴承的配合下，通过相啮合地从齿轮304，带动空心管303转动，而转动的空心管303会带动所有的搅拌板305和搅拌块306转动，让转动的搅拌板305和搅拌块306使得微生物粉、水和石英砂颗粒进行充分混合，同时让壳体1内部混合物受热均匀，同时启动第一控制器211，此时直接利用第一控制器211控制电动伸缩杆208启动，此时启动的电动伸缩杆208会在单头螺纹杆207和U型架206的配合下，带动细绳204慢慢地移出漏斗型管201的内部，这时移动的细绳204的底端会带动球体203进行上移操作，而上移动球体203会在漏斗型管201的配合下，使得复位弹簧202被压缩，同时球体203发生上移操作时，从第一进料管209放入到漏斗型管201内部的微生物营养剂溶液会直接从漏斗型管201流出，流到壳体1的内部，与壳体1内部混合物混合，这时在微生物合适温度生长环境下，配合营养剂，可以让微生物快速地生长，即提高其生理机构，加快微生物的氧化、溶解及分解等作用，当温度传感器309传输到控制器主体310上的温度数据大于控制器主体310预先设计的温度最大阈值时，此时控制器主体310会控制电加热棒308关闭，同时当正反电机301进行一定时间的正转时，在第二控制器311的作用下，会直接让正反电机301再次进行反转操作，当石英砂颗粒表面的杂质成分几乎被微生物浸出时，此时在启动第三控制器10打开电动阀11，此时石英砂和水会在自身重力的作用下直接向圆管5的内部流入，接着通过电动阀11的配合，直接将提纯后的石英砂颗粒和水混合物导流到滚筒筛，此时滚筒筛会将石英砂颗粒中混有的水给过滤出，之后被过滤下来的水也会被导流到浓密池中，而被过滤留下来的石英砂颗粒会直接被输送到浓缩机上进行浓缩脱水，接着浓缩下来的水和泥会直接导流到浓密池中，而被浓缩下来的石英砂颗粒会直接被导流到分级机中，此时分级机会将一百六十目以上的细废砂、杂给导流到尾砂库中，而二十目以上至一百六十目以下的石英砂颗粒会在此进入浓缩机进行浓缩处理，接着被浓缩出来的水会直接被导流到浓密池中，而浓缩后的石英砂颗粒会直接被导流到密度放大器中进行密封放大，之后将从密封放大器中出来的石英砂颗粒进行电化学处理操作，再接着将处理后的石英砂颗粒用磁选机进行磁选操作，这时被磁选下来的铁杂质和含铁矿物会直接被导流到磁尾库中，而剩下来的石英砂颗粒会再次进行脱水操作，这时被脱下来的水会直接被导流到浓密池中，而这时脱完水的石英砂颗粒就为成品砂，即超高纯石英砂。

其中，电动伸缩杆208、第一控制器211、正反电机301、电加热棒308、温度传感器309、控制器主体310、第二控制器311、第三控制器10和电动阀11均为现有技术，其组成部分和使用原理均为公开技术，在这里不做过多的解释。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超高纯石英砂的提纯设备，包括壳体（1），其特征在于：所述壳体（1）上设置有放料机构（2），所述壳体（1）上设置有加热搅拌机构（3）；

所述放料机构（2）包括漏斗型管（201）和第一控制器（211），所述漏斗型管（201）的内部设置有复位弹簧（202），所述漏斗型管（201）的内部设置有球体（203），所述球体（203）的表面固定有细绳（204），所述漏斗型管（201）的顶部安装有管盖（205），所述管盖（205）的顶部固定有U型架（206），所述细绳（204）的顶端固定有单头螺纹杆（207），所述单头螺纹杆（207）的顶端螺纹连接有电动伸缩杆（208），所述管盖（205）的顶部固定贯穿有第一进料管（209），所述第一进料管（209）的进口处安装有密封塞（210）；

所述加热搅拌机构（3）包括正反电机（301）、空心管（303）、控制器主体（310）和第二控制器（311），所述正反电机（301）的输出端安装有主齿轮（302），所述空心管（303）的外表面靠近底部位置固定套接有从齿轮（304），所述空心管（303）的外表面等距分布固定有多组搅拌板（305），且每组搅拌板（305）的数量为三个，所述空心管（303）的外表面靠近底部位置等距分布固定有多个搅拌块（306），所述空心管（303）的底部安装有圆环块（307），所述圆环块（307）的内部固定套接有电加热棒（308），所述壳体（1）的外壁安装有温度传感器（309）。

2.根据权利要求1所述的超高纯石英砂的提纯设备，其特征在于：所述复位弹簧（202）的顶端与漏斗型管（201）的内壁固定安装，所述球体（203）的表面与复位弹簧（202）的一端相固定，所述细绳（204）的顶端活动贯穿管盖（205）的内壁顶部。

3.根据权利要求1所述的超高纯石英砂的提纯设备，其特征在于：所述电动伸缩杆（208）安装在U型架（206）的内壁顶部，所述电加热棒（308）的接线端延伸至空心管（303）的内部，所述温度传感器（309）的探测端延伸至壳体（1）的内部。

4.根据权利要求1所述的超高纯石英砂的提纯设备，其特征在于：所述第一控制器（211）与电动伸缩杆（208）电性连接，所述控制器主体（310）与温度传感器（309）电性连接，所述控制器主体（310）与电加热棒（308）电性连接，所述第二控制器（311）与正反电机（301）电性连接。

5.根据权利要求1所述的超高纯石英砂的提纯设备，其特征在于：所述壳体（1）的顶部设置有单孔壳盖（4），所述正反电机（301）安装在单孔壳盖（4）的顶部，所述空心管（303）的底端活动贯穿单孔壳盖（4）的顶部，所述漏斗型管（201）通过轴承转动连接在单孔壳盖（4）的内部。

6.根据权利要求5所述的超高纯石英砂的提纯设备，其特征在于：所述壳体（1）的内壁底部固定贯穿有圆管（5），所述壳体（1）的外壁等距分布固定有多个支撑块（6），所述单孔壳盖（4）的顶部固定贯穿有两个第二进料管（7），两个所述第二进料管（7）的顶部均安装有密封盖（8）。

7.根据权利要求6所述的超高纯石英砂的提纯设备，其特征在于：所述单孔壳盖（4）的外表面和壳体（1）的外壁均固定有两个相对称的连接块（9），四个所述连接块（9）共分为两组，每组所述连接块（9）之间通过螺栓相连接，所述圆管（5）的输出端安装有电动阀（11），所述壳体（1）的外壁固定有连接板（12）。

8.根据权利要求7所述的超高纯石英砂的提纯设备，其特征在于：所述控制器主体（310）安装在连接板（12）上，所述第一控制器（211）安装在连接板（12）上，所述第二控制器（311）安装在连接板（12）上，所述连接板（12）的表面安装有第三控制器（10），所述第三控制器（10）与电动阀（11）电性连接。

9.一种超高纯石英砂的提纯设备的提纯方法，其特征在于，使用了权利要求1-8任一项的超高纯石英砂的提纯设备，包括以下步骤：

S1、当需要对受阻沉降器后产生的石英砂颗粒进行微生物提纯时，首先，将石英砂颗粒、水和微生物粉均放入壳体（1）内部，接着利用温度传感器（309）、电加热棒（308）和控制器主体（310）来控制壳体（1）内部混合物的温度，并利用第二控制器（311）控制正反电机（301）正反转，同时通过主齿轮（302）、从齿轮（304）和空心管（303）的配合，带动搅拌板（305）和搅拌块（306）转动，让壳体（1）内部混合物受热均匀；

S2、同时为了让微生物更好的生长，可以利用第一控制器（211）控制电动伸缩杆（208），同时通过U型架（206）和细绳（204）的配合，带动球体（203）移动，让漏斗型管（201）内部的放置的营养剂流到壳体（1）内部即可；

S3、这时通过合适的环境且快速生长的微生物，对石英砂颗粒进行环保提纯操作，最后通过第三控制器（10）、圆管（5）和电动阀（11）的配合，将壳体（1）内部被提纯好的石英砂颗粒和水给导流出来。

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