[发明专利]一种真空法将砷化镓多晶合成的废料综合回收的设备

说明书

一种真空法将砷化镓多晶合成的废料综合回收的设备，涉及砷化镓废料回收装置领域，包括真空压力分解装置、砷回收装置和镓回收装置；真空压力分解装置包括真空分解炉，真空分解炉一端为高温端，另一端为低温端，砷回收装置包括集砷罐和真空泵，集砷罐与真空泵连通，集砷罐的上部与真空分解炉的低温端通过管路连通，集砷罐设置有竖向放置的收集网，集砷罐下方设置有砷收集盒；镓回收装置包括镓液冷却过滤器、洗镓槽、分级溢流槽和镓液收集槽。本发明旨在对砷化镓废料进行全程自动化处理，减少人员接触，自动上料，砷镓自动分离，分离后自动进行纯化处理，产出品纯度至少在5N以上，剩余尾料可循环使用，基本实现零排放。

技术领域

本发明属于砷化镓废料回收装置领域，尤其涉及一种真空法将砷化镓多晶合成的废料综合回收的设备。

背景技术

利用HB/VB/VGF法进行砷化镓多晶合成，单晶生长时，不可避免的会产生大量的砷化镓废料，这些废料含镓及含砷量极高，可利用价值很大。可是这些废料在前期的使用过程中或多或少都被沾污，已经不符合砷化镓晶体生长需求，如何合理高效环保的利用这些废料，是砷化镓行业急需解决的问题。例如：砷化镓废料的元素质量比为75:70，也就是说理论上砷化镓废料含有镓48.28％，砷51.72％，在实际传统的湿式，干式分离法中镓的回收效率最高只能做到42.15％和41.83％，镓的回收效率不高，砷基本已不能回收使用。并且对环境造成极大的污染，对操作人员的健康有巨大的影响。

发明内容

为了解决砷化镓废料的中砷、镓两种物质的高效回收问题，本发明提供一种真空法将砷化镓多晶合成的废料综合回收的设备，本发明旨在对砷化镓废料进行全程自动化处理，减少人员接触，自动上料，砷镓自动分离，分离后自动进行纯化处理，产出品纯度至少在5N以上，剩余尾料可循环使用，基本实现零排放。

本发明提供的技术方案是：真空法将砷化镓多晶合成的废料综合回收的设备，包括真空压力分解装置、砷回收装置和镓回收装置；所述的真空压力分解装置包括真空分解炉，真空分解炉一端为高温端，另一端为低温端，高温端上方设置有添料口，高温端下方设置有镓液收集器，低温端上方设置有氮气进入管路；所述的砷回收装置包括集砷罐和真空泵，集砷罐与真空泵连通，集砷罐的上部与真空分解炉的低温端通过管路连通，集砷罐设置有竖向放置的收集网，集砷罐下方设置有砷收集盒；所述的镓回收装置包括镓液冷却过滤器、洗镓槽、分级溢流槽和镓液收集槽，镓液冷却过滤装置位于镓液收集器下方，镓液冷却过滤装置的入口通过管路与镓液收集器的出口连通，洗镓槽位于镓液冷却过滤装置的下方，洗镓槽通过管路与镓液冷却过滤装置的出口连接，洗镓槽内设置有搅拌器，分级溢流槽位于洗镓槽的下方，洗镓槽的出液流至分级溢流槽内，分级溢流槽的出口通过管路与镓液收集槽连通。

进一步地，所述的真空法将砷化镓多晶合成的废料综合回收的设备还包括自动控制系统，所述的自动控制系统包括控制器，位于添料口与真空分解炉之间的连接管路上的电磁阀A，位于氮气进入管路上的真空表A、电磁阀B、流量传感器A，位于镓液收集器下端的重力传感器，位于集砷罐与真空分解炉低温端连接管路上的电磁阀C，位于集砷罐与真空泵的连通管路上的真空表B、电磁阀D和流量传感器B,位于洗镓槽下端的电磁阀E。所述的真空表、流量传感器和重力传感器将检测信号传入控制器的输入端，所述的控制器输出端发送相应指令至各个电磁阀，从而实现自动化控制。

进一步地，所述的镓液冷却过滤器包括过滤器箱体，过滤器箱体内部设置有过滤台阶，每一个过滤台阶的阳角处设置有竖向的过滤板，顺着下台阶的方向过滤隔板上端面高度依次递减，所述的过滤台阶及过滤板均为中空的双层板结构，过滤台阶的中空腔与过滤板的中空腔连通，在过滤器箱体的外部设置有冷却液入口，冷却液入口分别与每一个过滤板的上端连通，在过滤器箱体的下部设置一个冷却液出口。

进一步地，所述的分级溢流槽内设置有竖向的分隔板，分隔板将分级溢流槽分成两个槽，其中一个槽底部连通有排水口，另一个槽底部连通有镓液排出口。

进一步地，所述的真空泵后端设置有三级过滤净化器。