專利名稱：一種二氧化硅的提純方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無機材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種二氧化硅的提純方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體和光伏產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，為滿足半導(dǎo)體和光伏產(chǎn)業(yè)用特種石英玻璃制品生產(chǎn)的實際需要，高純二氧化硅的制備技術(shù)越來越受到關(guān)注。有關(guān)二氧化硅中鋰、鈉、 鉀、硼、磷等雜質(zhì)元素的除去方法至今不是太明確，二氧化硅的純度大多依賴于石英礦自身的品質(zhì)，很難同時兼顧到鋰、鈉、鉀、硼、磷幾種元素同時低于Ippm以下。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種工藝簡單、條件溫和、能除去二氧化硅中鋰、鈉、鉀、硼、磷等雜質(zhì)元素的二氧化硅提純方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種二氧化硅的方法，依次包括以下步驟
1)將二氧化硅置于60(Tl20(rC溫度下，連續(xù)通入5(T300sccm 二氧化碳和50 300 sccm水蒸氣2 6小時后，經(jīng)冷卻至10(T200°C ；
2)將冷卻后的二氧化硅倒入5 10%的鹽酸中經(jīng)充分攪拌，然后用去離子水清洗至中性后烘干，即得到提純后的二氧化硅。作為優(yōu)選
1、步驟1)中二氧化硅的尺寸為0.044 0. 42mm ；
2、步驟1)中裝二氧化硅的容器為石英或陶瓷容器。本方法的技術(shù)方案是在高溫環(huán)境下，利用二氧化碳的剝蝕作用以及與堿金屬的高溫反應(yīng)，將云母、長石等雜質(zhì)剝離，并且與晶格外的堿金屬和堿土金屬反應(yīng)生成可溶于酸的碳酸鹽。利用水蒸汽在高溫環(huán)境下可以與磷、硼等非金屬其氧化物雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成固定的酸溶于水中，從而達到提純二氧化硅的效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和有益效果
1、本發(fā)明方法工藝簡單、條件溫和，適用于工業(yè)化生產(chǎn)；
2、采用本發(fā)明方法能除去二氧化硅中鋰、鈉、鉀、硼、磷等微量雜質(zhì)元素，使二氧化硅中鋰、鈉、鉀、硼、磷元素的含量均低于Ippm ；
3、采用本發(fā)明方法提純后的二氧化硅，能滿足半導(dǎo)體和光伏產(chǎn)業(yè)用特種石英玻璃制品生產(chǎn)的實際需要。
具體實施例方式下面將通過實施例進一步說明本發(fā)明。
實施例1
將粒徑為0. 42mm的二氧化硅放入石英或陶瓷容器中，在600°C溫度下，連續(xù)通入 50sccm 二氧化碳和50SCCm水蒸氣6小時；經(jīng)冷卻至100°C后，將二氧化硅倒入10%的鹽酸中經(jīng)充分攪拌，然后用去離子水清洗至中性后烘干，即得到提純后的二氧化硅。本實施例提純后的二氧化硅中鋰、鈉、鉀、硼、磷元素的含量分別降為為0. 9ppm、0. 875ppm、0. 7ppm、 0.lppm、0. 75ppm。實施例2
將粒徑為0. 125mm的二氧化硅放入石英或陶瓷容器中，在900°C溫度下，連續(xù)通入250 sccm 二氧化碳和250 sccm水蒸氣4小時；經(jīng)冷卻至130°C ；將冷卻后的二氧化硅倒入5%的鹽酸中經(jīng)充分攪拌，然后用去離子水清洗至中性后烘干，即得到提純后的二氧化硅。本實施例提純后的二氧化硅中鋰、鈉、鉀、硼、磷元素的含量分別降為0. 725ppm、0. 625ppm、0. 7ppm、 0. 2ppm、0. 8ppm。實施例3
將粒徑為0. 044mm的二氧化硅放入石英或陶瓷容器中，在1200°C溫度下，連續(xù)通入300 sccm 二氧化碳和300 sccm水蒸氣2小時；經(jīng)冷卻至200°C ；將冷卻后的二氧化硅倒入9% 的鹽酸中經(jīng)充分攪拌，然后用去離子水清洗至中性后烘干，即得到提純后的二氧化硅。本實施例提純后的二氧化硅中鋰、鈉、鉀、硼、磷元素的含量分別降為0. 8ppm、0. 5ppm、0. 825ppm、 0. 225ppm、0625ppmo
權(quán)利要求
1.一種二氧化硅的提純方法，其特征在于，依次包括以下步驟1)將二氧化硅置于600 1200溫度下，連續(xù)通入5(T300 sccm 二氧化碳和50 300 sccm 水蒸氣2飛小時后，經(jīng)冷卻至10(T200°C ；2)將冷卻后的二氧化硅倒入5 10%的鹽酸中經(jīng)充分攪拌，然后用去離子水清洗至中性后烘干，即得到提純后的二氧化硅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化硅的提純方法，其特征在于 所述的步驟1)中二氧化硅的尺寸為0. 044 0. 42mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二氧化硅的提純方法，其特征在于 所述的步驟1)中裝二氧化硅的容器為石英或陶瓷容器。
全文摘要
本發(fā)明公開一種二氧化硅的提純方法，依次包括步驟1)將二氧化硅置于600~1200溫度下，連續(xù)通入50~300sccm二氧化碳和50~300sccm水蒸氣2~6小時后，經(jīng)冷卻至100~200℃；2)將冷卻后的二氧化硅倒入5~10%的鹽酸中經(jīng)充分攪拌，然后用去離子水清洗至中性后烘干，即得到提純后的二氧化硅。本發(fā)明方法工藝簡單、條件溫和，適用于工業(yè)化生產(chǎn)；采用本發(fā)明方法提純后的二氧化硅，能滿足半導(dǎo)體和光伏產(chǎn)業(yè)用特種石英玻璃制品生產(chǎn)的實際需要。
文檔編號C01B33/12GK102249250SQ20111017308
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者何必寅, 歐陽勇, 胡樂, 袁良杰 申請人:武漢大學(xué)