一種銦脫雜用豎式高效真空蒸餾系統的制作方法
【專利摘要】本發明一種銦脫雜用豎式高效真空蒸餾系統，包括真空爐、集塵器和真空泵，真空爐與集塵器連通，集塵器與真空泵連通，所述的真空爐包括不銹鋼爐體、石墨坩堝、不銹鋼收集器、冷凝器、上蓋、連接法蘭、耐火材料層和保溫層，耐火材料層設置在不銹鋼爐體外周及底面，耐火材料層內鑲嵌有電熱爐絲，保溫層包裹在耐火材料層外周，所述的冷凝器通過連接法蘭與不銹鋼爐體連接，所述的冷凝器內壁上設置有定位耳，上蓋安裝在冷凝器上，上蓋上開有用于抽真空的通孔，所述的石墨坩堝通過支撐腳安裝在不銹鋼爐體內，不銹鋼收集器置于石墨坩堝上。本發明具有很好的除雜效果，除雜率能夠達到99.999%，完全能夠滿足5N高純銦在電解精煉前對粗銦純度的要求。
【專利說明】一種銦脫雜用豎式高效真空蒸餾系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種銦電解精煉前真空除雜用豎式高效真空蒸餾系統。
【背景技術】
[0002]銦錠因其光滲透性和導電性強，主要用于生產ITO靶材，生產液晶顯示器和平板屏幕。銦錠還可以用于電子半導體領域、焊料和合金領域、研究行業。另外，因為其較軟的性質在某些需填充金屬的行業上也用于壓縫，如:較高溫度下的真空縫隙填充材料。在實際應用過程中，對銦的純度要求越來越高，一般需要純度5N (99.999%)以上，鎘等大部分雜質都要求在0.00003%以下。
[0003]粗銦中的雜質主要是采用電解的方法去除，但是由于雜質鎘和鉈的標準電位與銦很接近，通過電解的方法去除很難達到要求。傳統的方法是采用化學方法，利用碘化鉀與鉀在甘油保護下絡合去除鎘；利用氯化銨和氯化鋅去除鉈。此方法不僅工藝流程長效率低，銦的損失大，除雜效果差，且環境污染大，除雜過程會產生刺鼻性的臭味，對人體健康有害。
[0004]目前公開的專利文獻中，中國專利申請200810143986.2《一種高純銦生產中除鎘和鉈的方法及裝置》公開了一種利用真空去除鎘和鉈的方法及裝置，該專利中采用的裝置主要存在以下不足之處:結構不合理，沒有設計合適的收集器行程(鈦板高度)和加熱行程(坩堝高度)，除雜效果不好。還有坩堝底端面與爐體接觸，之間沒有空隙，不利于形成向上氣流，影響除雜效果。尤其是適用性不強，不具普遍意義。工業物料通常都不是只含有單一雜質，當多種雜質混雜在一起出現時，該裝置沒有描述解決辦法。

【發明內容】

[0005]本發明要解決的技術問題是:提供一種結構設計合理、除雜效果好的銦脫雜用豎式高效真空蒸餾系統，以解決上述現有技術中存在的不足之處。
[0006]解決上述技術問題的技術方案是:
一種銦脫雜用豎式高效真空蒸餾系統，包括真空爐、集塵器和真空泵，所述的真空爐與集塵器連通，集塵器與真空泵連通，所述的真空爐包括不銹鋼爐體、石墨坩堝、不銹鋼收集器、冷凝器、上蓋、連接法蘭、耐火材料層和保溫層，所述的耐火材料層設置在不銹鋼爐體外周及底面，所述的耐火材料層內鑲嵌有電熱爐絲，保溫層包裹在耐火材料層外周，所述的冷凝器通過連接法蘭與不銹鋼爐體連接，所述的冷凝器內壁上設置有定位耳，上蓋安裝在冷凝器上，上蓋上開有用于抽真空的通孔，所述的石墨坩堝通過支撐腳安裝在不銹鋼爐體內，石墨坩堝外壁與不銹鋼爐體內壁接觸，所述的不銹鋼收集器包括圓筒收集器和位于圓筒收集器上方的上收集器，上收集器上開有排氣孔，所述的圓筒收集器置于石墨坩堝上，圓筒收集器外壁與冷凝器內壁接觸，上收集器置于定位耳上，所述的圓筒收集器的高度H3為40(T600mm，所述的石墨坩堝側壁頂面與物料層頂面的距離H2為40(T600mm，所述的石墨坩堝底面至不銹鋼爐體內底面的距離H4為5-10mm。
[0007]所述的上收集器的排氣孔的直徑為4-7mm，所述的上收集器下端面至圓筒收集器頂端面的距離為5-10mm。
[0008]所述的集塵器包括殼體、進氣管和添充在殼體內的硅酸鋁填充物，所述的進氣管穿過殼體插入硅酸鋁填充物中，進氣管內還安裝有氣流分布器，所述的硅酸鋁填充物上方的殼體上還開設有氣體出口，所述的集塵器的進氣管與真空爐的上蓋通孔連通，所述的集塵器氣體出口與真空泵連通。
[0009]所述的集塵器殼體內硅酸鋁填充物的高度H5為45(T500mm，所述的進氣管插入硅酸鋁填充物的深度H6為35(T370mm。
[0010]由于采用上述技術方案，本發明之銦脫雜用豎式高效真空蒸餾系統具有很好的除雜效果，除雜率能夠達到99.999%，完全能夠滿足5N高純銦在電解精煉前對粗銦純度的要求。其有益效果具體分述如下:
1、本發明收集器的行程(即圓筒收集器的高度)設計為40(T600mm。在設定真空度條件下，當加熱到一定溫度后，達到蒸發壓的金屬離子會從金屬溶液中逃逸蒸發。蒸發的金屬蒸氣遇冷迅速冷凝進入收集器達到除雜效果。若收集器行程過短，冷凝后的金屬會出現返熔，影響除雜效果；若收集器行程過長，蒸發的金屬蒸氣蒸發能不夠，不足以抵達收集器，同樣達不到除雜目的。石墨坩堝側壁頂端與物料熔融液面的距離H2為40(T600mm，為加熱行程，給上行金屬蒸氣提供足夠的逃逸熱能。該行程過短，蒸發能量不夠；該行程過長，能量過剩，增加單位成本。石墨坩堝通過支撐腳支撐可以改善內部氣流方向，便于形成向上氣流。
[0011]2、采用本發明進行除雜工作，過程中不需要使用任何有毒有害的化學試劑，且整個除雜過程是在完全封閉的裝置中進行，整個生產過程安全環保，不會因有毒氣體的產生影響操作人員的身體健康，且也有利于環境保護。
[0012]下面，結合附圖和實施例 對本發明之一種銦脫雜用豎式高效真空蒸餾系統的技術特征作進一步的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1:本發明一種銦脫雜用豎式高效真空蒸餾系統結構示意圖。
[0014]圖2:真空爐結構示意圖。
[0015]圖3:集塵器結構示意圖。
[0016]圖4:集塵器進氣管與氣流分布器俯視圖。
[0017]圖中:1-真空爐，I1-集塵器，II1-真空泵。
[0018]1-上蓋，101-通孔，2-冷凝器，3-不銹鋼收集器，31-上收集器，311-排氣孔，32-定位耳，33-圓筒收集器，4-連接法蘭，5-不銹鋼爐體，6-耐火材料層，7-電熱爐絲，8-石墨坩堝，9-保溫層，10-支撐腳，11-殼體，12-硅酸鋁填充物，13-氣體出口，14-氣流分布器，15-進氣管。
[0019]A-物料層。
[0020]圖2中，箭頭表示氣體流動方向。
【具體實施方式】
[0021]實施例1: 一種銦脫雜用豎式高效真空蒸餾系統，包括真空爐1、集塵器II和真空泵III，所述的真空爐與集塵器連通，集塵器與真空泵連通，所述的真空爐包括不銹鋼爐體5、石墨坩堝8、不銹鋼收集器3、冷凝器2、上蓋1、連接法蘭4、耐火材料層6和保溫層9，所述的耐火材料層6設置在不銹鋼爐體8外周及底面，所述的耐火材料層內鑲嵌有電熱爐絲7，保溫層包裹在耐火材料層外周，所述的冷凝器3通過水冷式連接法蘭4與不銹鋼爐體連接，所述的冷凝器2內壁上焊接有定位耳32，上蓋I安裝在冷凝器上，上蓋上開有用于抽真空的通孔101，所述的石墨坩堝8通過支撐腳10安裝在不銹鋼爐體內，石墨坩堝外壁與不銹鋼爐體內壁接觸，所述的不銹鋼收集器3包括圓筒收集器33和位于圓筒收集器上方的上收集器31，上收集器上開有排氣孔311，所述的圓筒收集器置于石墨坩堝8上，圓筒收集器外壁與冷凝器2內壁接觸，上收集器置于定位耳上，定位耳的作用是支撐上收集器。[0022]所述的圓筒收集器33的高度H3為40(T600mm，所述的石墨坩堝側壁頂面與物料層頂面的距離H2為40(T600mm，所述的上收集器下端面至圓筒收集器頂端面的距離為5-10mm。所述的石墨坩堝底面至不銹鋼爐體內底面的距離H4為5~10mm，所述的上收集器的排氣孔311的直徑為4-7mm。所述的排氣孔的數量可以根據實際情況確定，一般為4_5個；所述的排氣孔可以均布排列成圓形，可以排列成一條直線，也可以按其他形狀排列。
[0023]所述的集塵器包括殼體11、進氣管15和添充在殼體內的硅酸鋁填充物12，所述的進氣管穿過殼體插入硅酸鋁填充物中，進氣管內還安裝有圓錐形的氣流分布器14，氣流分布器的作用是使氣流向進氣管周圍擴散，不集中走管中心。所述的硅酸鋁填充物上方的殼體上還開設有氣體出口 13，所述的集塵器的進氣管15與真空爐的上蓋通孔101連通，所述的集塵器氣體出口 13與真空泵連通。所述的集塵器殼體內硅酸鋁填充物的高度H5為480mm，所述的進氣管插入硅酸鋁填充物的深度H6為360mm。
[0024]采用本發明適合于間歇除雜工藝，先將物料放入石墨坩堝中，然后將石墨坩堝放入真空爐中進行脫雜，脫雜結束后，再將物料從石墨坩堝中倒出。
[0025]作為本實施例的一種變換，所述的集塵器也可以采用其他結構的集塵器，只要能夠保證集塵效果，使進入真空泵內的氣體符合要求即可。
【權利要求】
1.一種銦脫雜用豎式高效真空蒸餾系統，其特征在于:包括真空爐(I )、集塵器(II)和真空泵(III)，所述的真空爐與集塵器連通，集塵器與真空泵連通，所述的真空爐包括不銹鋼爐體(5)、石墨坩堝(8)、不銹鋼收集器(3)、冷凝器(2)、上蓋(I)、連接法蘭(4)、耐火材料層(6)和保溫層(9)，所述的耐火材料層(6)設置在不銹鋼爐體(8)外周及底面，所述的耐火材料層內鑲嵌有電熱爐絲(7)，保溫層包裹在耐火材料層外周，所述的冷凝器(3)通過連接法蘭(4)與不銹鋼爐體連接，所述的冷凝器(2)內壁上設置有定位耳(32)，上蓋(I)安裝在冷凝器上，上蓋上開有用于抽真空的通孔(101 )，所述的石墨坩堝(80)通過支撐腳(10)安裝在不銹鋼爐體內，石墨坩堝外壁與不銹鋼爐體內壁接觸，所述的不銹鋼收集器(3)包括圓筒收集器(33)和位于圓筒收集器上方的上收集器(31)，上收集器上開有排氣孔(311)，所述的圓筒收集器置于石墨坩堝(8)上，圓筒收集器外壁與冷凝器(2)內壁接觸，上收集器置于定位耳上，所述的圓筒收集器(33)的高度H3為40(T600mm，所述的石墨坩堝側壁頂面與物料層頂面的距離H2為40(T600mm，所述的石墨坩堝底面至不銹鋼爐體內底面的距離H4為5-10mm.
2.根據權利要求1所述的一種銦脫雜用豎式高效真空蒸餾系統，其特征在于:所述的上收集器的排氣孔(311)的直徑為4~7mmm，所述的上收集器下端面至圓筒收集器頂端面的距離為5-10mm。
3.根據權利要求1或2所述的一種銦脫雜用豎式高效真空蒸餾系統，其特征在于:所述的集塵器包括殼體(11 )、進氣管(15)和添充在殼體內的硅酸鋁填充物(12)，所述的進氣管穿過殼體插入硅酸鋁填充物中，進氣管內還安裝有氣流分布器(14)，所述的硅酸鋁填充物上方的殼體上還開設有氣體出口(13)，所述的集塵器的進氣管(15)與真空爐的上蓋通孔(101)連通，所述的集塵器 氣體出口(13)與真空泵連通。
4.根據權利要求3所述的一種銦脫雜用豎式高效真空蒸餾系統，其特征在于:所述的集塵器殼體內硅酸鋁填充物的高度H5為45(T500mm，所述的進氣管插入硅酸鋁填充物的深度 H6 為 350~370mm。
【文檔編號】C22B58/00GK103526036SQ201310537643
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年11月4日 優先權日:2013年11月4日
【發明者】楊沛璋 申請人:柳州英格爾金屬有限責任公司