[发明专利]铝的分离提纯方法及设备

权利要求书

1.用于由称作母液的液态铝获得极纯的称作“锭块”的固态物质的铝的分离提纯方法，所述方法在以下设备中进行，该设备包括耐火坩埚，加热所述坩埚的装置，至少一个压实装置，垂直移动所述(每个)压实装置的装置，以及剥离装置，所述方法包括一个所述锭块在所述坩埚的底部生长的操作，所述生长操作包括：

—通过在称作结晶区的所述设备的至少一个特定表面上结晶形成铝晶体，在所述结晶区中的温度低于所述母液的液相线温度，

—采用所述剥离装置对所述晶体进行剥离，

—在重力作用下，所述晶体移向所述坩埚的底部迁移，

—所述晶体在所述固态物质的顶表面上积聚，

—借助所述(每个)压实装置对所述积聚的晶体以及所述固态物质进行压实，

—使用所述加热装置在生长期间，将所述固态物质部分重熔，

所述方法的特征在于其包括：

—在所述生长操作期间对所述锭块的高度H进行测量，

—将加热功率P作为测定的高度H的函数进行调整。

2.根据权利要求1的提纯方法，其特征在于实施所述调整的目的是为了获得高度变化率的预定变化，其优选随着时间的延长而减小。

3.根据权利要求1或2的提纯方法，其特征在于所述调整取决于测定高度H与设定值Ho之间的差值，即所述调整是H-Ho的函数，其中Ho是随时间改变的预先设定值。

4.根据权利要求1-3中之一项的提纯方法，其特征在于所述高度H采用所述压实装置测定。

5.根据权利要求1-4中之一项的提纯方法，其特征在于：在生长操作结束时，所述方法包括一个将残留母液与最终的锭块加以物理分离的操作。

6.根据权利要求5的提纯方法，其特征在于当锭块已达到预定高度Hf时实施所述分离操作。

7.根据权利要求1-6中之一项的提纯方法，其特征在于所述晶体在坩埚的内壁以及所述(每个)压实装置的部分上形成。

8.根据权利要求7的提纯方法，其特征在于：为了能使晶体在所述(每个)压实装置上形成，将所述(每个)压实装置部分交替进行浸入和浮出，  以便使称作结晶区的所述(每个)压实装置的特定部分在拉出期间冷却至低于母液的液相线温度，并且在浸入期间晶体在所述区域形成。

9.根据权利要求8的提纯方法，其特征在于所述压实装置的所述部分的浮出时间Te长于所述部分的浸入时间Ti。

10.根据权利要求8或9的提纯方法，其特征在于所述压实包括采用所述(每个)压实装置对所述固态物质进行加压，并且在与浸入时间Ti大致相等的时间范围内保持所施加压力。

11.根据权利要求8-10中之一项的提纯方法，其特征在于当所述(每个)压实装置浮出时，对在坩埚和所述(每个)压实装置上的晶体进行所述剥离。

12.根据权利要求8-10中之任何一项的提纯方法，其特征在于当所述(每个)压实装置正在浮出时，对在所述(每个)压实装置上的晶体进行所述剥离。

13.根据权利要求8-12中之一项的提纯方法，其特征在于在所述(每个)压实装置处于浮出状态的时间Te范围内，发生晶体向坩埚底部的迁移。

14.根据权利要求8-13中之一项的提纯方法，其特征在于对所述(每个)压实装置和坩埚的尺寸进行设计，以便当压实装置处于浸入状态时，液态铝的自由表面上升，从而实际上将坩埚内壁上的结晶区的整个表面覆盖，并且当所述(每个)压实装置处于浮出状态时，液态铝的自由表面下降，结果在所述区域形成的晶体环的上部至少部分从液态金属中浮出，而且在于剥离装置不需进入液态金属中就能将晶体剥离。

15.根据权利要求1-14中之任何一项的方法，其特征在于所述方法包括一个将毛锭块的顶部和/或底部锯除的操作。