Спосіб одержання диоксиду кремнію для волоконної оптики

Изобретение относится к получению диоксида кремния высокой чистоты, применяемого в производстве стекла и волоконных световодов с малыми оптическими потерями, и позволяет увеличить насыпную плотность и чистоту целевого продукта. В две расходные емкости помещают жидкие реагенты - тетрахлорид кремния и воду. Соотношение между количеством этих веществ берут в пределах БіСІдіНгО (1,6—4,7)1 по массе. Температуру реагентов поддержива Изобретение относится к получению диоксида кремния высокой чистоты, применяемого в производстве стекла и волоконных световодов с малыми оптическими потерями. Цель - увеличение чистоты и насыпной плотности целевого продукта. П р и м е р 1. В расходные емкости загружают 4,7 кг тетрахлорида кремния и 1 кг воды (соотношение количеств реагирующих веществ 4,7:1). Через форсунку подают поток кислорода со скоростью 10 м3/ч. В расходных емкостях создают давление 1,1 3-92 ют в интервале 20~50°С. При повышении давления над уровнем реагентов до 1,15-1,2 атм осуществляется их передэвливание в многоканальную форсунку. Подают распыляющий газ - кислород со скоростью 10 м3/ч. При этом происходит распыление компонентов и их смешение в виде мельчайших аэрозольных капель. Аэрозольная смесь подается форсункой в трубчатый реактор, где происходит реакция гидролиза тетрахлорида кремния, продуктом которой является диоксид кремния Полученный диоксид кремния подвергают сушке при 300°С в течение 1-2 ч и термообработке при 800 950°С в течение 2 ч. Выход целевого продукта составляет 95-96% от теоретического, насыпная плотность - 0,8-0,9 г/см , размер частиц 0,05-0,5 мм. Чистота получаемого диоксида кремния соответствует квалификации ОСЧ 7-6. Это означает, что содержание примесей в материале не превышает М0~ 6 мас.%. 1 табл. атм По центральному каналу форсунки подают тетрахлорид кремния со скоростью 78,3 г/мин, по периферийному каналу - воду со скоростью 16,6 г/мин. Распыление компонентов и реакцию между ними при указанных скоростях подачи осуществляют в течение 1 ч при 30°С. Полученный диоксид кремния высушивают в течение 1 ч при 300°С в токе кислорода, подаваемого со скоростью 1 л/ч. Затем его подвергают термообработке при 800°С в течение 2 ч. Получают 1,6 кг диоксида кремния (96% от теоретического) с насыпной плотностью 0,8 г/см 3 и размером частиц 0,1-0,3 мм Содер о о 1707909 жание примесей в полученном продукте приведено в таблице. П р и м е р 2. Способ осуществляют, как в примере 1, но в расходные емкости помещают 3,7 кг тетрахлорида кремния и 1 кг 5 воды, Распыляющий газ-азот. Процесс осуществляют в течение 1 чпри20 с С. Получают 1,25 кг диоксида кремния (95% от теоретического). После сушки и термообработки при температуре 900°С получают продукт с 10 насыпной плотностью 0,8 г/см , размером частиц 0,2 мм и содержанием примесей, приведенным в таблице. П р и м е р 3. Осуществляют , как в примере 1, но в расходные емкости помеща- 15 ют 1,6 кг тетрахлорида кремния и 1 кг воды. Процесс осуществляют в течение 30 мин при 40°С. Получают 0,55 кг продукта (выход 96% от теоретического). После просушки и термообработки при 850°С получают диок- 20 сид кремния с насыпной плотностью 0,9 г/см , размером частиц 0,2-0,5 мм и содержанием примесей, приведенным в таблице. П р и м е р 4. Способ осуществляют, как в примере 3, но при температуре 50°С. По- 25 еле сушки и термообработки получают 0,55 кг диоксида кремния с насыпной плотностью 0,85 г/см , размером частиц 0,1^0,3 мм и содержанием примесей, приведенным в таблице. 30 П р и м е р 5. Способ осуществляют, как в примере 1, но в расходную емкость заливают 6 кг тетрахлорида кремния и 1 кг воды. После просушки и термообработки при 900°С получают 1,6 кг диоксида кремния с 35 насыпной плотностью 0,5 г/см3, размером частиц 0,2-0,3 мм и содержанием примесей, приведенным в таблице. П р и м е р 6. Осуществляют, как в примере 1, но в расходные емкости помеща- 40 Примесь Железо Никель Кобальт Ванадий Марганец Медь Хром по прототипу 1 Ю" 2 10" 1 10" 1 10~ 2 10 5 10" 2 10* Редактор А. Зробок 1 1-КГ* 1 10~7 1 10~т < 1 10"7 < 1 10"' 1 10~7