[发明专利]镓提纯装置及方法在审

专利信息
申请号: 201911141564.6 申请日: 2019-11-20
公开(公告)号: CN110938755A 公开(公告)日: 2020-03-31
发明(设计)人: 田庆华;秦红;郭学益;李栋;许志鹏;朱刘;何志达 申请(专利权)人: 中南大学;广东先导稀材股份有限公司
主分类号: C22B58/00 分类号: C22B58/00;C30B29/02;C30B35/00
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 410083 *** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 提纯 装置 方法
【权利要求书】:

1.一种镓提纯装置,其特征在于:该装置包括冷却组件、籽晶组件、结晶槽组件,结晶槽组件位于籽晶组件的正下方并与籽晶组件固定连接,冷却组件包括冷却液储槽、冷却包套、连接冷却液储槽和冷却包套的冷却管;结晶槽组件包括输料管、结晶槽、放料管以及隔膜;结晶槽包括结晶槽上部、结晶槽下部,隔膜分隔于结晶槽上部、结晶槽下部之间,输料管、放料管均与结晶槽连通;结晶槽上部与水平方向形成的夹角θ;结晶槽下部与水平方向形成的夹角α;结晶槽上部的水平截面直径自上而下逐渐增大,结晶槽上部全部或者部分被冷却包套包覆。

2.根据权利要求1所述的镓提纯装置,其特征在于:结晶槽上部、结晶槽下部各自的结构为圆锥、棱锥中的一种;夹角θ的范围为30-75;夹角α的范围为30-75。

3.根据权利要求2所述的镓提纯装置,其特征在于:籽晶组件包括托盘杆、旋转装置、托盘杆固定架、螺纹连接装置、籽晶盘、籽晶;籽晶固定于籽晶盘下方;籽晶盘卡设于螺纹连接装置内,托盘杆的两端分别固定于旋转装置和籽晶盘,旋转装置能够通过托盘杆带动籽晶盘在螺纹连接装置内上升或下降,籽晶也随着籽晶盘上升或下降。

4.根据权利要求3所述的镓提纯装置,其特征在于:该镓提纯装置还包括罩体以及洗液循环组件,罩体分为自上而下间隔开的三部分-上部、中部、下部;中部上固定有加热灯、控温器;上部形成一密闭空间,托盘杆固定架固定于上部内底面;螺纹连接装置、籽晶盘、籽晶、冷却包套、结晶槽上部均位于中部内,冷却液储槽位于罩体外部或者下部内;洗液循环组件包括洗液进料管、洗液出料管、洗液储槽。

5.根据权利要求4所述的镓提纯装置,其特征在于:结晶槽上部分为第一部分和第二部分,第二部分与结晶槽下部连接;第一部分周身完全被冷却包套包覆,第二部分周身完全未被冷却包套包覆。

6.一种镓提纯方法,采用权利要求5所述的镓提纯装置,其特征在于:该方法包括以下步骤:

S1、通过输料管将结晶母液输送至结晶槽中;

S2、用控温器控制结晶槽的环境温度;

S3、将籽晶的下表面与结晶母液上表面接触;

S4、启动冷却组件,控制冷却温度,在结晶槽内形成一定的温场,结晶母液在该温场内开始结晶;

S5、结晶完成后得到晶体镓和结晶余液,通过隔膜进行固液分离将晶体镓和结晶余液分开,从放料管放掉结晶余液,同时通过洗液进料管通入洗液进一步洗涤、脱除晶体镓表面的结晶余液;

S6、晶体镓升温熔融并从放料管放出,得到高纯镓。

7.根据权利要求6所述的镓提纯方法,其特征在于:S1中结晶母液的温度为30-70℃。

8.根据权利要求6所述的镓提纯方法,其特征在于:S3中籽晶由纯度为6-8N的固体高纯镓压实制得。

9.根据权利要求6所述的镓提纯方法,其特征在于:S4中控制冷却温度为6-27℃。

10.根据权利要求6所述的镓提纯方法,其特征在于:S6中熔融晶体镓的温度为32-45℃。

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