[发明专利]用于金属提纯的升华设备

说明书

技术领域

本发明涉及金属提纯领域，具体涉及用于金属提纯的升华设备。

背景技术

利用升华设备对金属进行提纯是目前常用的金属提纯手段。金属提纯升华设备的原理如下：不同的金属元素在不同的真空条件下具有不同沸点，通过控制加热炉内的温度和真空度，使低沸点杂质元素首先蒸发、挥发或升华从而被除去；然后控制温度使希望获得的金属蒸发、挥发或升华，进而通过冷凝收集，从而得到提纯的金属产品；最终还有一部分难熔、难挥发的杂质金属残留在装料坩锅里，它们也可以被方便地除去。

现有技术中，对金属进行升华提纯一般采用立式升华设备，如图1所示。在这种立式升华设备中，采用井式电阻炉10作为加热炉，井式电阻炉10的加热部分包括耐火砖层7、设置在耐火砖7中的电阻丝4、以及包围耐火砖层7的保温棉层8。耐火砖层7内部设置有从耐火砖层7的底部向上延伸至井式电阻炉10外部的真空升华罐20。真空升华罐20包括作为外罩的升华套管1，在升华套管1中从底部到顶部依次设置有装料坩锅6、盖在装料坩锅6上的分布板5、竖立在分布板5上方的冷凝器3、以及设置在冷凝器3顶部的低沸收集器2。其中，升华套管1采用不锈钢或石英管材料制成。这种升华设备的井式电阻炉10中的温度控制从底部到顶部分为三个部分，每个部分需要满足不同的温度条件，然而在整体式的井式电阻炉10中，利用一组设置在耐火砖层7的电阻丝4来实现这种分段温度控制是十分复杂的且控制精度不高，从而使除杂效果较差且操作困难。并且，对于立式升华设备，当升华的金属在冷凝器3中凝结并附着在冷凝器3的内壁上后，随着附着的金属颗粒的量越来越多，经常会发生金属颗粒脱落的情况，这也会对金属提纯过程造成不利影响，甚至会损伤设备。此外，立式升华设备的制造和装配都较复杂且制造成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的用于金属提纯的升华设备，该设备采用分离式的加热炉进行温度控制；进一步地，提供一种用于金属提纯的升华设备，其采用卧式结构取代现有技术中的立式结构。

针对上述目的，根据本发明提供了一种用于金属提纯的升华设备，该升华设备包括：支架；支撑于支架上的加热炉；升华套管，设置在加热炉内并且沿加热炉的纵向方向延伸穿过整个加热炉；装料容器，设置在升华套管内并位于升华套管的第一区段中；冷凝器，设置在升华套管内并位于升华套管的第二区段中；特别地，加热炉包括相互分离的第一加热炉和第二加热炉，第一加热炉与第二加热炉内的温度不同，其中，升华套管的第一区段位于第一加热炉中，升华套管的第二区段位于第二加热炉中。

优选地，根据本发明的用于金属提纯的升华设备，其中，升华设备整体采用卧式结构，具体地，加热炉水平地支撑于支架上，升华套管水平地设置在加热炉中，并且装料容器和冷凝器均水平地设置在升华套管中。

优选地，根据本发明的用于金属提纯的升华设备，其中，升华套管的第一区段与第二区段之间具有过渡区段，该过渡区段位于第一加热炉与第二加热炉之间且暴露于外界环境中。

优选地，根据本发明的用于金属提纯的升华设备，其中，升华套管的第一区段具有圆柱形状，升华套管的第二区段具有朝向升华套管的出口端逐渐变粗的圆锥形状。

优选地，根据本发明的用于金属提纯的升华设备，其中，设置在第二区段中的冷凝器具有朝向升华套管的出口端逐渐变细的圆锥形状。

优选地，根据本发明的用于金属提纯的升华设备，其中，加热炉包括靠近升华套管的耐火层和围绕在耐火层外侧的保温层，耐火层中设置有电阻丝。

优选地，根据本发明的用于金属提纯的升华设备，其中，电阻丝为直径8mm的电阻丝。

优选地，根据本发明的用于金属提纯的升华设备，其中，耐火层由耐火砖形成，保温层由保温棉形成。

优选地，根据本发明的用于金属提纯的升华设备，其中，升华套管由石英材料或不锈钢材料制成。

优选地，根据本发明的用于金属提纯的升华设备，其中，装料容器为坩锅。

本发明具有以下有益技术效果：

根据本发明的用于金属提纯的升华设备的加热炉为分体式结构，即，包括了两个完全分离的部分，这两个分离部分中可以采用不同的加热温度，并且不会相互影响；同时，每个加热炉部分中的温度可以保持相对恒定，控制方式简单因而便于精确控制，从而提高提纯效果；并且，本升华设备采用卧式结构取代现有技术中的立式结构，这有利于设备的组装并降低制造成本，同时还有利于提高提纯效果。

应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是为了对要求保护的本发明提供进一步的说明。

附图说明