
“石英砂酸洗罐"是用于高純石英砂提純工藝中的關(guān)鍵設備,通過強酸(如鹽酸、硝酸等)浸泡或循環(huán)處理,去除石英砂表面及晶格間隙中的鐵、鋁、鈦、鈣等金屬雜質(zhì),從而提升其純度(可達99.99%以上),滿足光伏、半導體、光學玻璃、光纖等產(chǎn)業(yè)對原料的嚴苛要求。
一、石英砂酸洗典型工藝流程
酸洗是決定最終純度的核心環(huán)節(jié),對設備材質(zhì)、密封性、耐腐蝕性要求高。
二、酸洗常用酸液體系
表格
酸類型作用典型濃度溫度備注
鹽酸(HCl)溶解Fe?O?、CaO、MgO等10%–35%常溫~80℃常用,腐蝕性相對可控
硝酸(HNO?)氧化有機物、部分金屬5%–20%常溫~60℃常與HCl聯(lián)用
(HF)溶解Al?O?、SiO?表層、包裹體1%–10%常溫~50℃腐蝕性強,對設備挑戰(zhàn)大
混合酸(王水類)綜合除雜HCl:HF=3:1或HNO?:HF≤50℃高效但設備要求高
??關(guān)鍵難點:HF能腐蝕玻璃、陶瓷、混凝土,甚至緩慢侵蝕大多數(shù)塑料。
三、酸洗罐材質(zhì)選擇(核心考量)
表格
材質(zhì)耐HCl耐HF成本適用性
PE(聚乙烯)?優(yōu)良??限低濃度(<5%)、低溫、短時★☆☆(低)適用于以HCl為主的工藝
PP(聚丙烯)?優(yōu)良??略優(yōu)于PE,仍有限★★☆可用于含少量HF場景
PVDF?優(yōu)良?優(yōu)良★★★★(高)應用,壽命長
PTFE(內(nèi)襯)?佳?佳★★★★★實驗室或小批量高純生產(chǎn)
FRP(玻璃鋼)?(VE樹脂)?差(HF腐蝕玻纖)★★不推薦用于含HF工藝
碳鋼襯PO/PTFE??★★★★大型工業(yè)(40m3+)
?行業(yè)趨勢:
中小規(guī)模(≤20m3):優(yōu)先選用PP焊接罐(性價比高,耐HF能力優(yōu)于PE)
大規(guī)模(≥30m3)或含HF:采用鋼殼+PO/PTFE襯里結(jié)構(gòu)
純HCl工藝:可選用加強型PE滾塑罐
四、酸洗罐典型結(jié)構(gòu)設計
1.罐體形式
立式圓筒錐底:利于排渣,主流設計
臥式方罐:場地受選用,需加強攪拌
2.關(guān)鍵部件
表格
部件要求
罐體一體成型或熱熔焊接,無滲漏
錐底角度≥45°,中心排污口(DN100–DN200)
攪拌系統(tǒng)•壓縮空氣鼓泡(安全)
•或PP/PTFE槳葉機械攪拌(軸封需雙端面機械密封)
加熱方式•外盤管蒸汽加熱(罐體外)
•或電加熱棒(需PTFE包裹)
排氣系統(tǒng)配酸霧吸收塔(NaOH噴淋)或活性炭吸附
控制系統(tǒng)pH、溫度、液位在線監(jiān)測(可選)
五、容積選型參考
表格
生產(chǎn)規(guī)模推薦容積日處理量(石英砂)
小試/中試0.5–2m30.5–2噸
中小型廠5–20m35–20噸
大型提純廠30–50m330–50噸+
??40m3酸洗罐可單批次處理約30–40噸石英砂(按堆積密度1.5t/m3,填充率70%計算)
六、使用與維護要點
嚴禁超溫超濃運行
HF>5%或溫度>60℃會急劇縮短PE/PP壽命
定期檢查罐體
觀察是否變色、鼓包、脆化(尤其焊縫處)
中和清洗
酸洗后必須用堿(Na?CO?)中和+多次水洗,避免殘酸腐蝕
廢氣合規(guī)處理
HCl/HF氣體必須經(jīng)二級噴淋塔處理,達標排放
七、環(huán)保與安全規(guī)范
HF防護:操作區(qū)需配備HF專用急救膏(如Hexafluorine)
防泄漏:罐區(qū)設圍堰(容積≥大罐體110%)
材質(zhì)證明:要求供應商提供MSDS、耐化學腐蝕表、焊接檢測報告