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低熔點金屬氣動化學預處理提純裝置的制作方法

文檔序號:3274810閱讀:324來源:國知局
專利名稱:低熔點金屬氣動化學預處理提純裝置的制作方法
技術領域
本實用新型涉及一種提純裝置,尤其是一種低熔點金屬氣動化學預處理提純裝置。
背景技術
常見的低熔點金屬包括汞、鎵、銦等,此類金屬在相對較低溫度下是液態(tài)。其高純金屬材料,一般通過電解、結(jié)晶、區(qū)融等工藝精煉成,在這之前,經(jīng)常會使用化學試劑進行預處理提純,化學預處理提純可以降低電解、結(jié)晶、區(qū)融等提純工藝的難度和強度,加強提純效果。現(xiàn)有的技術中對此類低熔點金屬進行化學預處理提純一般采用手工操作,效率低、勞動強度大、環(huán)境污染嚴重。某些機械槳葉攪拌裝置,由于低熔點的液體金屬是化學試劑密度的6 10倍,攪拌裝置無法攪動,高密度液態(tài)金屬與化學試劑強烈分層,液態(tài)金屬沉底嚴重,無法高效的進行提純反應。CN101497947公開了一種預處理裝置。采用了一種電機帶動的機械結(jié)構(gòu),靠電機傳動將液態(tài)鎵打撈至一定高度,再靠重力落入化學試劑,靠這種較為復雜的機構(gòu),實現(xiàn)了初步的生產(chǎn)。但此裝置有幾點不足:1、每個酸洗瓶靠電機帶動,大批量擴產(chǎn)時,設備成本增加;
2、電機在強酸強堿等化學環(huán)境中,極易腐蝕,故障率高,同時電機等金屬件銹蝕后,會釋放各種金屬雜質(zhì),造成二次污染;3、料筒等材料由于防腐需要采用有機玻璃,其機械強度比較差,容易損壞;4、正如專利本身所說,酸洗過程中產(chǎn)生的大量氣體,整個體系偏正壓,必須設置排氣孔泄壓,有一定的危險性,且排氣孔排出大量酸氣,造成生產(chǎn)環(huán)境惡劣。CN 101413067也公開了一種化學萃取裝置。采用了壓縮氣體從萃取容器的底部通入,通過底部的開孔設置單向閥阻擋液態(tài)金屬倒流,在壓縮氣體攪動下,使得萃取容器中的液體產(chǎn)生翻滾攪動,實現(xiàn)了高效萃取。但此裝置有幾點不足:1、產(chǎn)氣設備前置,壓縮氣體源一般由空壓機產(chǎn)生,空壓機結(jié)構(gòu)中一般有較多的油封裝置,產(chǎn)生的壓縮氣體容易夾雜大量有機污染,而有機污染在高純金屬提純生產(chǎn)中是難于除去的一種螯合物。2、采用壓縮氣體靠正壓沖入容器,容易造成液體飛濺,壓力不平穩(wěn)。3、體系中有較大強度的正壓,會產(chǎn)生大量的酸霧,會造各種氣體液體泄露,生產(chǎn)環(huán)境嚴重惡化。4、所謂單向閥片,在工業(yè)化生產(chǎn)中控制困難,容易被處理中大量的鎵中的金屬碎屑以及氧化物固體顆粒堵塞,或?qū)е峦馐茏?,氣流壓力波動很大,有一定的危險,也存在單向閥失靈,壓力變化時高純金屬泄露,造成重大損失。

實用新型內(nèi)容為解決一般提純手段效率低、環(huán)境污染嚴重以及存在生產(chǎn)安全隱患的問題,本實用新型提供一種提純效果好、環(huán)境影響小、設備成本低和安全性高的低熔點金屬氣動化學預處理提純裝置。本實用新型所要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:[0008]一種低熔點金屬氣動化學預處理提純裝置,包括預處理瓶,所述預處理瓶設于保溫槽中,預處理瓶進氣管端設有空氣過濾器,預處理瓶出氣管端設有水噴射真空泵。所述空氣過濾器為可拆卸密閉容器,所述空氣過濾器內(nèi)部設有支撐骨架,支撐骨架上設有空氣高效過濾網(wǎng),所述空氣過濾器上設有空氣過濾器進氣管和預處理瓶進氣管,所述空氣過濾器進氣管設于空氣高效過濾網(wǎng)的一側(cè),所述預處理瓶進氣管一端設于空氣高效過濾網(wǎng)另一側(cè),另一端設于預處理瓶底部。所述預處理瓶上設有廣口孔,所述廣口孔上設有密封塞子,所述密封塞子上設有預處理瓶進氣管和預處理瓶出氣管,所述預處理瓶進氣管在預處理瓶底部端口設有多孔噴頭,所述預處理瓶出氣管設于預處理瓶上部。 所述水噴射真空泵由循環(huán)水箱和噴頭構(gòu)成。所述水噴射真空泵所有材料均為氟襯耐腐蝕材料。所述預處理瓶材質(zhì)為高純石英玻璃。本實用新型的有益效果是:1、本實用新型通過負壓鼓氣帶動高密度的液態(tài)金屬翻滾,提高了預處理效率,取得了很好的預處理提純效果,試驗數(shù)據(jù)表明,處理2次,可將金屬雜質(zhì)降低至Ippm以下。2、本實用新型通過后置真空機組使整個體系產(chǎn)生負壓,預處理瓶內(nèi)雖產(chǎn)生氣體酸堿霧,但不會泄露,并且最終通過出氣管吸入循環(huán)水箱,得到了回收再利用,降低了試劑成本,也使得生產(chǎn)環(huán)境沒有酸堿霧等污染,簡化了生產(chǎn)車間的輔助設備,降低了設備成本。3、本實用新型后置真空機組產(chǎn)生負壓,吸入普通空氣,僅通過高效空氣濾網(wǎng),濾去其中的灰塵等可吸入顆粒就便可直接使用,無需使用壓縮空氣,并加裝復雜的凈化裝置,降低了空氣凈化成本。4、本實用新型可通過調(diào)整水噴射泵的流速調(diào)整負壓,氣流平穩(wěn)。使得整個體系呈較安全的微小負壓狀態(tài),安全可靠。5、本實用新型僅需將前一個預處理瓶的出氣管接至后一個預處理瓶進氣管,便可串聯(lián)使用很多預處理瓶,無需增加更多的設備,擴產(chǎn)簡單。6、本實用新型預處理瓶進氣管噴頭朝下設置,不會被固體雜質(zhì)堵塞,可時刻保證通暢。7、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、便于維護、易于推廣,操作成本低,環(huán)境影響小,可實現(xiàn)低熔點金屬化學預處理提純工業(yè)化。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的描述。


圖1是本實用新型的組裝結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本實用新型的空氣過濾器結(jié)構(gòu)示意圖;圖3是本實用新型的預處理瓶、保溫槽的結(jié)構(gòu)示意圖;圖4是本實用新型的多孔噴頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖中,1.空氣過濾器,2.保溫槽,3.水噴射真空泵,4.預處理瓶,5.支撐骨架,6.空氣高效過濾網(wǎng),7.預處理瓶進氣管,8.預處理瓶,9.多孔噴頭,10.預處理瓶出氣管。
具體實施方式

圖1-圖4所示,實用新型實施例所述的一種低熔點金屬氣動化學預處理提純裝置,包括空氣過濾器1、預處理瓶4、保溫槽2和水噴射真空泵3四個部分。所述空氣過濾器I內(nèi)部有一個支撐骨架5,骨架5上安裝有空氣高效過濾網(wǎng)6。所述預處理瓶4,其材質(zhì)是高純石英玻璃,形狀是圓柱形,頂部開有一個廣口孔,孔內(nèi)設有密封用的橡膠塞,塞子上開有兩孔,可容納兩根石英玻璃管穿入,分別是進氣管7和出氣管10,管子直徑10_。進氣管7一端連接空氣過濾器1,一端連接多孔噴頭9插入底部,噴頭向下開孔,開孔直徑在5mm 7mm,出氣管10淺插在預處理瓶4上部,與液體不接觸。出氣管10連接水噴射真空機組3,真空機組3可由循環(huán)水箱、噴射頭等部分組成,所有材料均為氟襯耐腐蝕材料,通過真空機組3產(chǎn)生后置負壓,并維持前述管道和容器內(nèi)呈負壓。預處理瓶4底部浸入在一個可加熱的保溫槽2中,保溫槽2溫度保證低熔點金屬融化成液態(tài)。實施例1:將空氣過濾器1、預處理瓶4、保溫槽2和水噴射真空泵3相連。在空氣過濾器I內(nèi)部支撐骨架5上安裝好空氣高效過濾網(wǎng)6。將需要酸洗的鎵融化成液體倒入預處理瓶4中,將酸液稱量好慢慢傾倒入預處理瓶4中,將預處理瓶4上的橡皮塞孔內(nèi)插入進氣管7和出氣管10,管子直徑10_,進氣管7 —端連接空氣過濾器1,一端連接多孔噴頭9插入底部,噴頭開孔直徑在5mm,調(diào)整多孔噴頭9高度低于鎵液面10mm,出氣管10淺插在預處理瓶上部,與液體不接觸。壓緊橡膠塞,使體系不漏氣。出氣管10另一端連接水噴射真空機組3的抽氣頭。開啟保溫水槽2,將保持鎵融化狀態(tài),最后開啟真空機組3,產(chǎn)生后置負壓后,預處理瓶內(nèi)的進氣多孔噴頭9開始鼓泡,液體翻滾。金屬鎵經(jīng)本裝置處理2次,可將金屬雜質(zhì)降低至Ippm以下。實施例2:將空氣過濾器1、預處理瓶4、保溫槽2和水噴射真空泵3相連。將已經(jīng)污染的空氣高效過濾網(wǎng)6拆下,用清水洗凈后,重新安裝到空氣過濾器I的支撐骨架5上。檢查真空循環(huán)水箱內(nèi)的液體的pH值,若低于3,將酸水放空至指定容器回收,重新放入純水。將需要處理的汞倒入預處理瓶4中,將酸液稱量好慢慢傾倒入預處理瓶4中,將預處理瓶4上的橡皮塞孔內(nèi)插入進氣管7和出氣管10,管子直徑10mm,進氣管7 —端連接空氣過濾器1,一端連接多孔噴頭9插入底部,噴頭開孔直徑在7mm,調(diào)整多孔噴頭9高度低于鎵液面20mm,出氣管10淺插在預處理瓶4上部,與液體不接觸。壓緊橡膠塞,使體系不漏氣。出氣管10另一端連接水噴射真空機組3的抽氣頭。開啟保溫水槽2,將溫度設定為40°C,最后開啟真空機組3,產(chǎn)生后置負壓后,預處理瓶4內(nèi)的進氣多孔噴頭9開始鼓泡,液體翻滾。金屬汞經(jīng)本裝置處理2次,可將其中金屬雜質(zhì)降低至Ippm以下。
權(quán)利要求1.一種低熔點金屬氣動化學預處理提純裝置,包括預處理瓶(4),其特征是:所述預處理瓶(4)設于保溫槽(2)中,預處理瓶進氣管(7)端設有空氣過濾器(I),預處理瓶出氣管(10)端設有水噴射真空泵(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低熔點金屬氣動化學預處理提純裝置,其特征是:所述空氣過濾器(I)為可拆卸密閉容器,所述空氣過濾器(I)內(nèi)部設有支撐骨架(5),支撐骨架(5)上設有空氣高效過濾網(wǎng)(6),所述空氣過濾器(I)上設有空氣過濾器進氣管和預處理瓶進氣管(7),所述空氣過濾器進氣管設于空氣高效過濾網(wǎng)(6)的一側(cè),所述預處理瓶進氣管(7)一端設于空氣高效過濾網(wǎng)(6)另一側(cè),另一端設于預處理瓶(4)底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低熔點金屬氣動化學預處理提純裝置,其特征是:所述預處理瓶(4)上設有廣口孔,所述廣口孔上設有密封塞子,所述密封塞子上設有預處理瓶進氣管(7)和預處理瓶出氣管(10),所述預處理瓶進氣管(7)在預處理瓶底部端口設有多孔噴頭(9),所述預處理瓶出氣管(10)設于預處理瓶(4)上部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低熔點金屬氣動化學預處理提純裝置,其特征是:所述水噴射真空泵(3)由循環(huán)水箱和噴頭構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低熔點金屬氣動化學預處理提純裝置,其特征是:所述水噴射真空泵(3)所有材料均為氟襯耐腐蝕材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低熔點金屬氣動化學預處理提純裝置,其特征是:所述預處理瓶(4)材質(zhì)為高純石英玻璃。
專利摘要一種低熔點金屬氣動化學預處理提純裝置,包括預處理瓶,所述預處理瓶設于保溫槽中,預處理瓶進氣管端設有空氣過濾器,預處理瓶出氣管端設有水噴射真空泵。本實用新型提高了預處理效率,處理2次可將金屬雜質(zhì)降低至1ppm以下;預處理瓶內(nèi)產(chǎn)生氣體酸堿霧通過出氣管吸入循環(huán)水箱回收再利用,降低了試劑成本,減輕了環(huán)境影響,降低了設備成本;高效空氣濾網(wǎng)濾去灰塵等可吸入顆粒無需使用壓縮空氣,降低了空氣凈化成本;通過調(diào)整水噴射泵的流速調(diào)整負壓,使得整個體系呈較安全的微小負壓狀態(tài),安全可靠;可串聯(lián)使用很多預處理瓶,無需增加更多的設備,擴產(chǎn)簡單;預處理瓶進氣管噴頭朝下設置,不會被固體雜質(zhì)堵塞,可時刻保證通暢。
文檔編號C22B43/00GK202925074SQ201220526289
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月15日
發(fā)明者康云飛, 喬文, 鐘曉露 申請人:南京隆潤半導體材料有限公司
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