[发明专利]一种制备高纯单质金属的工艺

说明书

本发明提出的一种制备高纯单质金属的工艺，它包括：安装重熔装置，投料，旋转并熔融、旋转冷并却，截除等工序，方法利用液体金属遇到离心力后密度会变化的原理，在金属熔化时旋转臂筒产生离心力，可以使臂筒内的液态金属的自身密度达到原来的10倍～20倍以上，使气体向上浮起，有效分离液体单质金属中的气体，夹在在液体金属中的重金属在臂筒旋转时，被甩向臂筒的两端提高了单质金属的纯度，通过将该装置置于真空罩，有效防止单质金属被氧化的问题发生，在熔体旋转时通入液氮，液氮预热成为氮气，臂筒在旋转时降温，使臂筒内的液体金属凝固，工作效率高。

技术领域

本发明涉及金属材料加工领域，具体是一种制备高纯单质金属的工艺。

背景技术

单质金属是同种元素组成的纯净物，单质金属必须是由一种金属元素组成的纯净物，因此混合物不可能是单质。单质金属通常通过物理分离法、热分解法、还原法、电解法、氧化法等方法来制取，然而现有技术中，需要制取同种元素组成的纯净物还存在各种各样的技术难题，例如铍，铍作为一种新兴材料日益被重视，铍是原子能、火箭、导弹、航空、宇宙航行以及冶金工业中不可缺少的宝贵材料。

虽然铍的应用领域非常广泛，但是现有技术中，如果铍珠直接熔化成铍锭使用的话，那怕在真空状态融化，由于其密度小，也非常容易导致在液体铍表面结一层致密的氧化铍的膜，同时，因其自重轻的原因，液体铍中的气体和金属杂质将无法排除和分离，即使用真空重熔的方式加工，也会使最终得到的铍锭内部呈海绵状，会有大量的气孔无法排除，密度高的金属杂质会沉淀在底部。

现有技术利用重熔的方式来制作铍锭，铍锭中的气孔夹杂会成为裂纹源，导致铍锭制作得到的铍箔的加工成材率在15％～20％，大量的报废导致成本升高，浪费了大量的劳动力，能源消耗过多。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供的一种制备高纯单质金属的工艺，该工艺方法简单，保证了制备单质金属的纯度，制备单质金属的效率高，有效去除金属锭材的气孔和杂质。

技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种制备高纯单质金属的工艺，该工艺包括以下步骤：

步骤一、将重熔装置置于桌面或支撑板上，桌面或支撑板上设有用于容纳水冷同轴电刷的孔，水冷同轴电刷与中频电源柜接通；

步骤二、将重熔装置的真空罩从壳体底板上取下，向储料桶内投放单质金属坯料，单质金属坯料填充三通、臂筒和储料桶；

步骤三、单质金属坯料投放完毕后，将真空罩罩在壳体底板上，然后通过密封材料将真空罩和壳体底板的连接处密封安装，再将真空罩20内抽真空，然后启动真空电机和中频电源柜；

步骤四、真空电机带动传动带工作，传动带将动力传送至齿轮副)，由齿轮副传递动力至穿设在齿轮内的下传动块，下传动块带动支撑板以及固设在支撑板上的三通和臂筒衬套旋转；

三通和臂筒衬套旋转同时，中频电源柜通过水冷同轴电刷，由水冷线圈向套设在臂筒外侧的臂筒衬套加热；

步骤五、测温枪测得三通和臂筒内的温度达到限定值后，水冷线圈对其持续加热7min～15min，使单质金属熔化；支撑板带动臂筒内熔体持续旋转8min～12min来分离气泡和重金属；

步骤六、水冷线圈断电后，真空罩上的输入口输入液氮时间和支撑板带动臂筒旋转的时间皆为6min～18min，通过测温枪测得三通和臂筒内的温度达到室温后，真空电机停止工作；

步骤七、打开真空罩，将三通从上支撑块上取下后，沿着三通第一端外径方向垂直截除得到分离的第二端、第三端和第一端的重熔段，余下的第二端22和第三端23的端部向原第一端21方向垂直截除其长度的一半，远离第二端22和第三端23的端部解除的一截为成品纯单质金属坯锭，第二端22和第三端23的端部一截为重熔段。