一種高純金屬蒸餾裝置的製作方法
2023-05-17 13:23:21 2
專利名稱：一種高純金屬蒸餾裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於金屬提純裝置技術領域，特別涉及一種高純金屬蒸餾裝置。
背景技術：
高純金屬由於其純度的提高，很多化學、物理性能都發生了改變，充分顯示出了金屬的固有特性。隨著信息和電子技術的發展，高純金屬的應用越來越廣泛，尤其在高性能化合物半導體的製備中，對金屬材料的純度要求越來越高。例如，高純金屬鎂可用來製備雷射器、霍爾器件、紅外探測器發光二極體及一些感光材料等等；在電子工業中用來作為電容器材料；使用高純鎂配製的高純金屬合金被用於各種類型的電子器件和半導體器件；高純鎂還被廣泛用在濺射靶面材料上。而高純鋅則廣泛應用於製備化合物半導體，還原劑，合金及汽車工業中的精密鑄件，還用於製備各種高純金屬鹽和高純金屬有機化合物等。[0003] 真空蒸餾法提純的原理是利用真空加熱條件下，被提純金屬與雜質的沸點和飽和蒸汽壓不同，在揮發或冷凝過程中除去雜質以達到分離目的。凡是飽和蒸汽壓高、沸點低於被提純金屬的金屬和鹽類，首先蒸發；而飽和蒸汽壓低、沸點高於被提純金屬的金屬和鹽類，則殘留在坩堝中。因此，在加熱原料金屬的過程中，控制蒸餾爐內物料溫度，可將原料金屬中所含的雜質元素分離出來，從而達到蒸餾提純金屬的目的。現有的高純金屬蒸餾塔結構複雜，提純效率低。
發明內容本實用新型針對現有技術中結構複雜，提純效率低等不足提供一種高純金屬蒸餾裝置。 —種高純金屬蒸餾裝置，為蒸餾塔式結構，包括蒸餾坩堝、冷凝器、套筒和隔熱極，
蒸餾坩堝上設置冷凝器，在冷凝器外設置套筒和隔熱極，其特徵在於，所述冷凝器由若干個
緊扣的塔盤組合而成，其中，所述塔盤分為A型塔盤和B型塔盤兩種，所述A型塔盤盤面靠
近盤沿的圓周上平均分布著四個小圓孔，所述B型塔盤盤面中間是一個大圓孔，A型塔盤和
B型塔盤底面均設計成錐面，以利於上層塔盤中的液態金屬順利向下層塔盤流動，A型塔盤
和B型塔盤交錯放置，實現氣流的"Z字型"路徑，使氣相能夠與液相相互作用完全，可以有
效減緩蒸汽的擴散速度，進而提高提純效率。 所述蒸餾坩堝由熔鑄坩堝組合熔鑄漏鬥代替。 所述A型塔盤的數量不少於8個，優選8 12個。 所述B型塔盤的數量不少於8個，優選8 12個。 所述小圓孔的直徑為25 35mm。所述大圓孔的直徑為55 65mm。 上述的蒸餾坩堝、A型塔盤、B型塔盤、熔鑄坩堝、熔鑄漏鬥均由高純石墨製成。[0012] 本實用新型的有益效果為通過本實用新型的高純金屬蒸餾塔，可以充分有效地去除被提純金屬中的各種高低熔點和難以分離的雜質金屬，從而達到物料的提純的目的，本發明的高純金屬蒸餾塔具有結構簡單、操作簡單、提純效率高的特點。
圖1是本發明蒸餾石墨塔盤示意圖； 圖2是本發明蒸餾塔組合圖；其中，(a)蒸餾操作時蒸餾塔組合示意圖；(b)為熔
鑄操作時蒸餾塔組合示意圖； 圖3是本發明蒸餾裝置結構示意圖； 圖中標號1-A型塔盤；2-B型塔盤；3-隔熱板；4_套筒；5-蒸餾坩堝；6-熔鑄漏
鬥；7-熔鑄坩堝；8-小圓孔；9-大圓孔。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明 —種高純金屬蒸餾裝置，為蒸餾塔式結構，包括蒸餾坩堝5、冷凝器、套筒4和隔熱板3，蒸餾坩堝5上設置冷凝器，在冷凝器外設置套筒4和隔熱板3，所述冷凝器由若干個緊扣的塔盤組合而成，其中，所述塔盤分為A型塔盤1和B型塔盤2兩種，塔盤示意圖如圖1所示，所述A型塔盤1盤面靠近盤沿的圓周上平均分布著四個小圓孔8，所述B型塔盤2盤面中間是一個大圓孔9， A型塔盤和B型塔盤底面均設計成錐面，以利於上層塔盤中的液態金屬順利向下層塔盤流動，A型塔盤和B型塔盤交錯放置，實現氣流的"Z字型"路徑，使氣相能夠與液相相互作用完全，可以有效減緩蒸汽的擴散速度，進而提高提純效率。A型塔盤和B型塔盤的數量不少於8個。A型塔盤和B型塔盤的直徑均為200mm，小圓孔的直徑為30mm。大圓孔的直徑為60mm。 熔鑄操作時，裝置中的蒸餾坩堝5由熔鑄坩堝7組合熔鑄漏鬥6代替。[0020] 上述的蒸餾坩堝、A型塔盤、B型塔盤、熔鑄坩堝、熔鑄漏鬥均由高純石墨製成。[0021] 蒸餾塔置於一個可實現三段控溫的加熱爐膛內，在冷凝器外設置套筒4，且冷凝器的外周垂直間隔放置多塊不鏽鋼隔熱板3， A型塔盤和B型塔盤根據所在位置的溫度範圍不同，採用隔熱板3和套筒4將冷凝器分隔為三個區域蒸餾段、產品收集段和尾氣捕集段。隔熱板3的作用是協助加熱器控制冷凝器蒸餾段、產品收集段和尾氣捕集段各自的加熱溫度，以保證三段控溫的實現，滿足蒸餾的技術條件。隨著柱子高度的增加，溫度逐漸降低，且有較好的線性關係。在蒸餾或熔鑄時，蒸餾塔的下面分別放置蒸餾坩堝或熔鑄漏鬥和熔鑄坩堝。 蒸餾操作時蒸餾塔的組合示意圖見圖2(a)，熔鑄操作時蒸餾塔的組合示意圖見圖2(b)。蒸餾實驗時蒸餾塔的完整結構如圖3所示。當蒸餾金屬時，蒸餾塔結構底部放置蒸餾坩堝5，裡面盛有待蒸餾提純的物料，上面A型塔盤和B型塔盤交錯放置構成冷凝器，疊放的數量依據實驗要求而定。蒸餾塔置於一個可實現三段控溫的加熱爐膛內，根據所在位置的溫度範圍不同，採用隔熱板3和套筒4將冷凝器分隔為三個區域蒸餾段、產品收集段和尾氣捕集段。蒸餾時，蒸汽通過氣孔(大圓孔9和小圓孔8)通過冷凝器，飽和蒸汽壓高、沸點低於被提純金屬的金屬和鹽類最終大部分冷凝在冷凝器的上部_尾氣捕集段；飽和蒸汽壓低、沸點高於被提純金屬的金屬和鹽類則殘留在蒸餾坩堝中；而提純金屬則聚集在產品收集段。當熔鑄產品時，裝置如圖2(b)所示，蒸餾塔底部放著熔鑄漏鬥和熔鑄坩堝，上面放置冷凝器的產品收集段，塔盤均為錐面，便於液體流下，加熱使提純的金屬流入熔鑄坩堝。
權利要求一種高純金屬蒸餾裝置，為蒸餾塔式結構，包括蒸餾坩堝(5)、冷凝器、套筒(4)和隔熱板(3)，蒸餾坩堝(5)上設置冷凝器，在冷凝器外設置套筒(4)和隔熱板(3)，其特徵在於，所述冷凝器由若干個緊扣的塔盤組合而成，其中，所述塔盤分為A型塔盤(1)和B型塔盤(2)兩種，所述A型塔盤(1)盤面靠近盤沿的圓周上平均分布著四個小圓孔(8)，所述B型塔盤(2)盤面中間是個大圓孔(9)，A型塔盤和B型塔盤底面均設計成錐面，以利於上層塔盤中的液態金屬順利向下層塔盤流動，A型塔盤和B型塔盤交錯放置，實現氣流的「Z字型」路徑。
2. 根據權利要求l所述的一種高純金屬蒸餾裝置，其特徵在於，所述蒸餾坩堝(5)由熔鑄坩堝(7)組合熔鑄漏鬥(6)代替。
3. 根據權利要求1或2所述的一種高純金屬蒸餾裝置，其特徵在於，所述A型塔盤(1)的數量不少於8個。
4. 根據權利要求1或2所述的一種高純金屬蒸餾裝置，其特徵在於，所述B型塔盤(2)的數量不少於8個。
5. 根據權利要求1或2所述的一種高純金屬蒸餾裝置，其特徵在於，所述小圓孔(8)的直徑為25 35mm。
6. 根據權利要求1或2所述的一種高純金屬蒸餾裝置，其特徵在於所述大圓孔(9)的直徑為55 65mm。
專利摘要本實用新型公開了屬於金屬提純裝置技術領域的一種高純金屬蒸餾裝置。該裝置為蒸餾塔式結構，包括蒸餾坩堝、冷凝器、套筒和隔熱板，蒸餾坩堝上設置冷凝器，在冷凝器外設置套筒和隔熱板，所述冷凝器由若干個緊扣的塔盤組合而成，其中，所述塔盤分為A型塔盤和B型塔盤兩種，所述A型塔盤盤面靠近盤沿的圓周上平均分布著四個小圓孔，所述B型塔盤盤面中間是一個大圓孔，A型塔盤和B型塔盤底面均設計成錐面，以利於上層塔盤中的液態金屬順利向下層塔盤流動，A型塔盤和B型塔盤交錯放置，實現氣流的「Z字型」路徑。本實用新型可以充分有效地去除被提純金屬中的各種高低熔點和難以分離的雜質金屬，具有結構簡單、操作簡單、提純效率高的特點。
文檔編號C22B9/02GK201545897SQ20092027788
公開日2010年8月11日 申請日期2009年12月3日 優先權日2009年12月3日
發明者尹延西, 江洪林, 王力軍, 羅遠輝 申請人:北京有色金屬研究總院