①课题来源与背景;
本项目属于高纯石英砂生产技术领域,高纯石英砂作为一种新型无机非金属材料,广泛应用于半导体、芯片、集成电路、光纤等核心材料的制备,是高新技术领域不可缺少的基础材料之一,在国防军工、航空航天、电子信息等领域具有举足轻重的作用。我国政府在“十四五”规划中强调了资源高效利用、绿色发展和清洁能源的推广,推动石英砂等非金属矿产资源的开发与深加工。高纯石英的加工工序是指除去石英原矿中伴生脉石、包裹体杂质及晶体结构杂质的作业过程,通常包括煅烧、水淬、磨矿、分级、水洗脱泥、擦洗、电选、磁选、浮选、酸浸、碱浸、高温(气氛)培烧等工序。但是,目前加工过程中存在破碎时存在易堵塞、效果差、砂石分离过程中筛分结构筛分效果较差和现有多数石英除杂装置存在除杂方式单一和浪费水资源等亟待解决的问题。公司开展高纯石英砂高效节能环保制备技术研究与应用,来提高选别提纯工艺,提升加工工艺的智能化和绿色化水平,形成原料适用性更广、生产稳定性更高的提纯工艺,从而达到更加广泛地利用普通石英原矿的目的。
②技术原理及性能指标;
(1)技术原理
石英砂的提纯主要是除去其中少量或微量杂质,获得高纯石英砂。氧化铁和氧化铝是石英砂中的主要有害物质,因此对铁和铝的有效去除可以显著体现石英砂提纯和工艺的技术进步。常用的工艺有擦洗、重选、磁选、浮选、酸浸等。
(2)高纯石英砂的主要性能指标有
1.化学成分:Si02含量应大于99.99%,并且应确保其他杂质元素含量极低;
2.颗粒度:颗粒应均匀,无明显的颗粒大小差异;
3.粒度分布:应符合产品使用要求的粒度分布范围;
4.温度稳定性:能够在高温下保持稳定的物理化学性能。。
③技术的创造性与先进性;
1、项目率先通过使用、净化水箱、清洁辊和安装检修门的结构组合,解决了现有多数石英除杂装置除杂方式单一和缺少水资源循环利用装置的问题,具有较高的实用价值(发明专利名称:高纯石英材料生产用除杂装置,有查新报告相佐证)。
2、在原料破碎过程中,首创电磁破碎技术,并配合破碎锤对破碎箱内壁附着的原料杂质进行清扫去除,适应性强,稳定性好,有效地提高原料的回收效率和回收效果,操作简单,控制精准高效(发明专利名称:一种机制砂生产用破碎设备,有查新报告相佐证)。
3、项目率先利用筛网的旋转使物料进行离心运动的同时实现物料的高频次的往复滚动的原理,提高物料的筛分效果,实现对大体积物料的清理,提高工作效率。(发明专利名称:机制砂生产用砂石分离设备,有查新报告相佐证)。
④技术的成熟程度,适用范围和安全性;
本项目所使用的高效节能环保制备技术,适用性更广、生产稳定性更高,经过反复研究与优化,项目技术已达到成本最小化且收益最大化。
⑤应用情况;
本项目成果通过综合利用各种物理化学手段,可制备出高纯度、粒度分布可控的超高纯石英砂产品,解决了加工成本高,纯石英产品的比例极低,导致高纯石英产业链上游原料矿自主供应严重不足,无法满足国内快速增长的高纯石英砂需求的问题,提升了选矿、提纯、深加工等工艺的智能化和绿色化程度,形成了原料适用性更广、生产稳定性更高的加工工艺。从而推动了我国高端石英砂产业的发展。加工的产品已应用于全国31个省(自治区、直辖市)的200家光伏、电子信息等公司,符合国家的“双碳”战略,节能减排,具有很高的环境效益,取得较好的经济、社会效益,应用前景广阔。
1.王广彬 2.涂保印 3.孔川 4.陈富生 5.常畅 6.李玉保 7.郑立喜 8.李明佳
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评价单位: |
中国电子节能技术协会 |
报告编号: |
中电节评字【2024】第CG018号 |
评价日期: |
2024-12-17 |
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组织单位: |
中国电子节能技术协会 |
项目负责: |
李玉保 |
成果管理: |
19137791399 |
1. 提供的资料基本齐全,符合评价要求。
2. 该项目的关键技术及主要创新点:
(1)针对石英除杂方式单一、水资源循环利用装置缺少的问题,项目率先采用净化水箱、清洁辊和安装检修门的结构组合,研制了高纯石英材料生产用装置,提高了除杂和节水效果,具有较高的实用价值。
(2)针对破碎过程中原料的回收效率低、效果差的问题,首创了电磁破碎技术,并使用智能化系统进行破碎箱内壁杂质清扫,有效地提高了原料的综合利用率,操作简单,控制精准高效。
(3)针对物料筛分效果差、效率低的问题,率先研制了物料进行离心运动和高频次往复滚动的砂石分离设备,实现了对大体积物料的清理,提升了物料的筛分效果,提高了工作效率。
3. 该项目技术已获得多项国家发明专利与实用新型专利,具有自主知识产权。
4.利用该技术生产的产品已在多家单位使用,取得较好的经济社会效益,市场前景广阔。
评价委员会认为该项目技术达到国内先进水平,一致同意通过科技成果评价。
姓名 |
工作单位 |
职称 |
从事专业 |
许国禄 |
工信部经济运行局 |
正高 | |
张序国 |
科技部火炬中心 |
正高 | |
李建武 |
北京理工大学前沿技术研究院 |
正高 | |
洪晟 |
北京航空航天大学大数据与智能安全研究所 |
正高 | |
赵谡玲 |
北京交通大学教育部重点实验室 |
正高 | |
杨占红 |
中国环境科学研究院 |
正高 | |
张青 |
中国信通院 |
副高 | |