[发明专利]一种超高纯铝的纯化晶析方法

权利要求书

1.一种超高纯铝的纯化晶析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将纯度为3N～5N的铝原料在坩埚(1)中融化成铝液，融化温度为660℃～680℃，所述坩埚(1)的下端为圆弧状结构；

步骤二，将晶析装置安装在所述坩埚(1)上方且下端伸入所述铝液液面下，所述晶析装置由铁管焊接成型并与旋转电机(3)连接，由设置在所述晶析装置上端的进气管(4)向所述晶析装置内部连续通入50～100L/min的常温空气；

所述晶析装置的下端设置有上转体(9)和下转体(10)，上转体(9)设置在下转体(10)的上方靠近铝液液面处，上转体(9)和下转体(10)能够以相同或相反的方向旋转；所述旋转电机(3)提供上转体(9)和下转体(10)旋转的动力，旋转电机(3)的驱动轴(31)上设有第一传动轮(32)和第一传动齿轮(33)，第一传动轮(32)通过传动链条(36)与第二传动轮(34)连接，第二传动轮(34)通过轴承安装在内转轴(7)的上端，内转轴(7)的下端安装在下转体(10)上；第一传动齿轮(33)直接与第二传动齿轮(35)啮合连接，第二传动齿轮(35)安装在外转轴(8)的上端，外转轴(8)的下端与上转体(9)连接；内转轴(7)的长度大于外转轴(8)，内转轴(7)的顶端高于外转轴(8)的顶端，外转轴(8)的轴向设有通孔，内转轴(7)穿过外转轴(8)的通孔并且两者之间通过轴承进行支撑；第二传动轮(34)和第二传动齿轮(35)之间的内转轴(7)上套设有联动片(5)，联动片(5)的中部开设有六边形孔(53)，联动片(5)通过六边形孔(53)安装在内转轴(7)上并且能够在第二传动轮(34)和第二传动齿轮(35)之间移动；联动片(5)上开设有对称的第一驱动孔(54)和第二驱动孔(55)，对应的在第二传动轮(34)和第二传动齿轮(35)上都设有两个驱动柱(11)，第一驱动孔(54)和第二驱动孔(55)为与驱动柱(11)运动轨迹相配合的弧形孔；驱动柱(11)插入驱动孔中时使得联动片(5)与第二传动轮(34)或第二传动齿轮(35)成为一体件；联动片(5)由转向电机(6)驱动，转向电机(6)通过支撑支架(52)安装在坩埚上方，转向电机(6)驱动螺杆旋转，螺杆通过螺纹连接一能够沿着螺杆轴向往复移动的联动支架(51)，联动片(5)安装在联动支架(51)上；

控制旋转电机(3)，使得第一传动轮(32)和第一传动齿轮(33)旋转，第一传动轮(32)通过传动链条(36)驱动第二传动轮(34)旋转，第一传动轮(32)和第二传动轮(34)同方向旋转；第二传动轮(34)由于通过轴承与内转轴(7)连接，所以第二传动轮(34)只能空转并不能带动内转轴(7)旋转；与此同时，第一传动齿轮(33)直接作用第二传动齿轮(35)旋转，但两者的旋转方向相反，第二传动齿轮(35)将带动外转轴(8)旋转，旋转的外转轴(8)将带动上转体(9)旋转，此时下转体(10)不主动运动；

步骤三，开启所述旋转电机(3)带动所述晶析装置下端的下转体(10)连续旋转，控制转向电机(6)，使得联动片(5)向第二传动轮(34)方向移动并最终使得第二传动轮(34)上的驱动柱(11)插入到联动片(5)的定位孔中形成一体件，带动上转体(9)与所述下转体(10)以相反的方向旋转；提升所述旋转电机(3)的转速并保持所述铝液液面不被带动，旋转过程中使得更多的高纯度铝液聚集在上转体(9)与下转体(10)周围并在冷却气体作用下固化，最终在所述晶析装置下端凝固堆积形成高纯度铝结晶物；

步骤四，所述结晶物到达所定尺寸的一半时，取出所述晶析装置，停止旋转并使所述晶析装置下端和所述结晶物在空气中快速冷却，冷却至280℃～20℃后再次插入所述铝液液面下重复步骤二和步骤三，直至所述结晶物无法继续增加，停止旋转并吊离所述晶析装置，取下所述结晶物；

步骤五，将所述结晶物切除头尾50～70mm，得到初步提纯物；

步骤六，将所述坩埚(1)中剩余铝液倒出后，将所述初步提纯物再次放入所述坩埚(1)重复步骤一至步骤五，得到超高纯铝原料。

2.根据权利要求1所述超高纯铝的纯化晶析方法，其特征在于：步骤三中，若对所述晶析装置的转速要求不高时，控制转向电机(6)，使得联动片(5)向第二传动齿轮(35)方向移动并最终使得第二传动齿轮(35)上的驱动柱(11)插入到联动片(5)的定位孔中形成一体件，带动外转轴(8)旋转，使得上转体(9)和下转体(10)按照同一个方向同一速度进行旋转。