專利名稱：一種高純金屬蒸餾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于金屬提純裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高純金屬蒸餾裝置。
背景技術(shù)：
高純金屬由于其純度的提高，很多化學(xué)、物理性能都發(fā)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(shù)的發(fā)展，高純金屬的應(yīng)用越來越廣泛，尤其在高性能化合物半導(dǎo)體的制備中，對(duì)金屬材料的純度要求越來越高。例如，高純金屬鎂可用來制備激光器、霍爾器件、紅外探測(cè)器發(fā)光二極管及一些感光材料等等；在電子工業(yè)中用來作為電容器材料；使用高純鎂配制的高純金屬合金被用于各種類型的電子器件和半導(dǎo)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(yīng)用于制備化合物半導(dǎo)體，還原劑，合金及汽車工業(yè)中的精密鑄件，還用于制備各種高純金屬鹽和高純金屬有機(jī)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(zhì)的沸點(diǎn)和飽和蒸汽壓不同，在揮發(fā)或冷凝過程中除去雜質(zhì)以達(dá)到分離目的。凡是飽和蒸汽壓高、沸點(diǎn)低于被提純金屬的金屬和鹽類，首先蒸發(fā)；而飽和蒸汽壓低、沸點(diǎn)高于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(nèi)物料溫度，可將原料金屬中所含的雜質(zhì)元素分離出來，從而達(dá)到蒸餾提純金屬的目的?，F(xiàn)有的高純金屬蒸餾塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，提純效率低。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)構(gòu)復(fù)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(jié)構(gòu)，包括蒸餾坩堝、冷凝器、套筒和隔熱極，
蒸餾坩堝上設(shè)置冷凝器，在冷凝器外設(shè)置套筒和隔熱極，其特征在于，所述冷凝器由若干個(gè)
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(gè)小圓孔，所述B型塔盤盤面中間是一個(gè)大圓孔，A型塔盤和
B型塔盤底面均設(shè)計(jì)成錐面，以利于上層塔盤中的液態(tài)金屬順利向下層塔盤流動(dòng)，A型塔盤
和B型塔盤交錯(cuò)放置，實(shí)現(xiàn)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(kuò)散速度，進(jìn)而提高提純效率。 所述蒸餾坩堝由熔鑄坩堝組合熔鑄漏斗代替。 所述A型塔盤的數(shù)量不少于8個(gè)，優(yōu)選8 12個(gè)。 所述B型塔盤的數(shù)量不少于8個(gè)，優(yōu)選8 12個(gè)。 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、熔鑄漏斗均由高純石墨制成。[0012] 本實(shí)用新型的有益效果為通過本實(shí)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(diǎn)和難以分離的雜質(zhì)金屬，從而達(dá)到物料的提純的目的，本發(fā)明的高純金屬蒸餾塔具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、提純效率高的特點(diǎn)。
圖1是本發(fā)明蒸餾石墨塔盤示意圖； 圖2是本發(fā)明蒸餾塔組合圖；其中，(a)蒸餾操作時(shí)蒸餾塔組合示意圖；(b)為熔
鑄操作時(shí)蒸餾塔組合示意圖； 圖3是本發(fā)明蒸餾裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中標(biāo)號(hào)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
斗；7-熔鑄坩堝；8-小圓孔；9-大圓孔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明 —種高純金屬蒸餾裝置，為蒸餾塔式結(jié)構(gòu)，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(shè)置冷凝器，在冷凝器外設(shè)置套筒4和隔熱板3，所述冷凝器由若干個(gè)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(gè)小圓孔8，所述B型塔盤2盤面中間是一個(gè)大圓孔9， A型塔盤和B型塔盤底面均設(shè)計(jì)成錐面，以利于上層塔盤中的液態(tài)金屬順利向下層塔盤流動(dòng)，A型塔盤和B型塔盤交錯(cuò)放置，實(shí)現(xiàn)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(kuò)散速度，進(jìn)而提高提純效率。A型塔盤和B型塔盤的數(shù)量不少于8個(gè)。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(shí)，裝置中的蒸餾坩堝5由熔鑄坩堝7組合熔鑄漏斗6代替。[0020] 上述的蒸餾坩堝、A型塔盤、B型塔盤、熔鑄坩堝、熔鑄漏斗均由高純石墨制成。[0021] 蒸餾塔置于一個(gè)可實(shí)現(xiàn)三段控溫的加熱爐膛內(nèi)，在冷凝器外設(shè)置套筒4，且冷凝器的外周垂直間隔放置多塊不銹鋼隔熱板3， A型塔盤和B型塔盤根據(jù)所在位置的溫度范圍不同，采用隔熱板3和套筒4將冷凝器分隔為三個(gè)區(qū)域蒸餾段、產(chǎn)品收集段和尾氣捕集段。隔熱板3的作用是協(xié)助加熱器控制冷凝器蒸餾段、產(chǎn)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(shí)現(xiàn)，滿足蒸餾的技術(shù)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(guān)系。在蒸餾或熔鑄時(shí)，蒸餾塔的下面分別放置蒸餾坩堝或熔鑄漏斗和熔鑄坩堝。 蒸餾操作時(shí)蒸餾塔的組合示意圖見圖2(a)，熔鑄操作時(shí)蒸餾塔的組合示意圖見圖2(b)。蒸餾實(shí)驗(yàn)時(shí)蒸餾塔的完整結(jié)構(gòu)如圖3所示。當(dāng)蒸餾金屬時(shí)，蒸餾塔結(jié)構(gòu)底部放置蒸餾坩堝5，里面盛有待蒸餾提純的物料，上面A型塔盤和B型塔盤交錯(cuò)放置構(gòu)成冷凝器，疊放的數(shù)量依據(jù)實(shí)驗(yàn)要求而定。蒸餾塔置于一個(gè)可實(shí)現(xiàn)三段控溫的加熱爐膛內(nèi)，根據(jù)所在位置的溫度范圍不同，采用隔熱板3和套筒4將冷凝器分隔為三個(gè)區(qū)域蒸餾段、產(chǎn)品收集段和尾氣捕集段。蒸餾時(shí)，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(diǎn)低于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(diǎn)高于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(chǎn)品收集段。當(dāng)熔鑄產(chǎn)品時(shí)，裝置如圖2(b)所示，蒸餾塔底部放著熔鑄漏斗和熔鑄坩堝，上面放置冷凝器的產(chǎn)品收集段，塔盤均為錐面，便于液體流下，加熱使提純的金屬流入熔鑄坩堝。
權(quán)利要求一種高純金屬蒸餾裝置，為蒸餾塔式結(jié)構(gòu)，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(shè)置冷凝器，在冷凝器外設(shè)置套筒(4)和隔熱板(3)，其特征在于，所述冷凝器由若干個(gè)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(gè)小圓孔(8)，所述B型塔盤(2)盤面中間是個(gè)大圓孔(9)，A型塔盤和B型塔盤底面均設(shè)計(jì)成錐面，以利于上層塔盤中的液態(tài)金屬順利向下層塔盤流動(dòng)，A型塔盤和B型塔盤交錯(cuò)放置，實(shí)現(xiàn)氣流的“Z字型”路徑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種高純金屬蒸餾裝置，其特征在于，所述蒸餾坩堝(5)由熔鑄坩堝(7)組合熔鑄漏斗(6)代替。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高純金屬蒸餾裝置，其特征在于，所述A型塔盤(1)的數(shù)量不少于8個(gè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高純金屬蒸餾裝置，其特征在于，所述B型塔盤(2)的數(shù)量不少于8個(gè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高純金屬蒸餾裝置，其特征在于，所述小圓孔(8)的直徑為25 35mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高純金屬蒸餾裝置，其特征在于所述大圓孔(9)的直徑為55 65mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了屬于金屬提純裝置技術(shù)領(lǐng)域的一種高純金屬蒸餾裝置。該裝置為蒸餾塔式結(jié)構(gòu)，包括蒸餾坩堝、冷凝器、套筒和隔熱板，蒸餾坩堝上設(shè)置冷凝器，在冷凝器外設(shè)置套筒和隔熱板，所述冷凝器由若干個(gè)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(gè)小圓孔，所述B型塔盤盤面中間是一個(gè)大圓孔，A型塔盤和B型塔盤底面均設(shè)計(jì)成錐面，以利于上層塔盤中的液態(tài)金屬順利向下層塔盤流動(dòng)，A型塔盤和B型塔盤交錯(cuò)放置，實(shí)現(xiàn)氣流的“Z字型”路徑。本實(shí)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(diǎn)和難以分離的雜質(zhì)金屬，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、提純效率高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22B9/02GK201545897SQ20092027788
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者尹延西, 江洪林, 王力軍, 羅遠(yuǎn)輝 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院