一种碳化硼提纯装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及碳化硼生成领域，尤其涉及一种碳化硼提纯装置包括：气泡堰流酸洗机构，用以酸洗未提纯碳化硼并通过释放气泡将粒径合适的碳化硼从酸洗塔中逐级分拣；气体补充机构，其位于所述气泡堰流酸洗机构下方，与气泡堰流酸洗机构紧密连接，用以补充惰性气体；冲洗机构，其位于所述气泡堰流酸洗机构下方，用以将最终堰流出的气泡携带的含酸碳化硼导入到中性池内；气泡释放机构，其位于所述气泡堰流酸洗机构底部，与气体补充机构和气泡堰流酸洗机构相连，用以控制气泡生成的大小和速率；控制机构，用以监控碳化硼提纯装置的运行。在上述机构的配合下，碳化硼酸洗后利用气泡将碳化硼按粒径分拣以缩短碳化硼整体酸洗的时间，从而增加生产效率。增加生产效率。增加生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硼提纯装置


[0001]本专利技术涉及碳化硼提纯领域，尤其涉及一种碳化硼提纯装置。

技术介绍

[0002]碳化硼(分子式B4C)作为一种超硬材料广泛用于各领域。在现有的工业化制备方式中，自蔓延高温合成法在反应体系达到一定程度后，就可自行进行，对于能源的消耗较其它方法而言十分经济，但其反应介质产生的副产品难以去除。近年来，在进行自蔓延高温合成法常用介质为镁(Mg)，其副产物多为MgO和Mg3(BO3)2,需要用酸洗去除上述副产物。在实际生产中，为使反应充分，酸洗的时间会很长。公开号为CN216336628U公开了“一种碳化硼提纯设备”，使用摇晃酸洗池的方式使酸洗更加充分。公开号为CN111995401A公开了“一种超细碳化硼粉体的制备方法”，在酸液中浸泡16
‑
24h。
[0003]由此可见，上述设备和方法存在以下问题：碳化硼成品的分拣困难，且粒径不同的碳化硼粗粉可以有不同的酸洗时长，整体酸洗浪费时间的问题。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术提供一种碳化硼提纯装置。用以克服现有技术中无法针对碳化硼进行阶段性酸洗导致的整体酸洗效率低的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种碳化硼提纯装置，其特征在于，包括：
[0006]气泡堰流酸洗机构，包括若干不同高度的气泡堰流塔，用以逐次酸洗未提纯碳化硼并通过气泡释放机构输出的气泡逐级分拣碳化硼浊液中对应粒径的碳化硼颗粒；
[0007]气体补充机构，其位于所述气泡堰流酸洗机构下方并与与气泡堰流酸洗机构相连，用以向气泡堰流酸洗机构中输送惰性气体；
[0008]冲洗机构，其位于所述气泡堰流酸洗机构下方并套设在所述气体补充机构外部，用以承接所述气泡堰流酸洗机构输出的气泡以将气泡携带的含酸碳化硼浊液导入到中性池内；在冲洗机构中部开设有用以装载所述气泡堰流酸洗机构的空间；
[0009]气泡释放机构，其位于所述气泡堰流酸洗机构底部并位于所述气体补充机构内部，用以控制气泡生成的大小和速率；
[0010]控制机构，其分别与所述气泡堰流酸洗机构、气体补充机构以及冲洗机构中的对应部件相连，用以在单个运行周期中根据气泡堰流酸洗机构输出的碳化硼颗粒的质量以判定单个阶段的分拣是否完成并在判定单个阶段的分拣未完成时根据气泡堰流酸洗机构输出的碳化硼颗粒的实际质量将对应部件的运行参数调节至对应值。
[0011]进一步地，所述气泡堰流机构包括：
[0012]第一气泡堰流塔，其位于所述气泡堰流机构中心，用以初步分拣碳化硼浊液中对应粒径的碳化硼颗粒；在所述第一气泡堰流塔中还设有酸洗液补充管，用以向第一气泡堰流塔内补充酸洗液；
[0013]第二气泡堰流塔，其套设在所述第一气泡堰流塔外侧且第二气泡堰流塔的高度低
于第一气泡堰流塔的高度，用以承接第一气泡堰流塔分拣出附有碳化硼的气泡并对气泡中的碳化硼进行二次分拣；
[0014]第三气泡堰流塔，其套设在所述第二气泡堰流塔外侧且第三气泡堰流塔的高度低于第二气泡堰流塔的高度，用以承接第二气泡堰流塔分拣出附有碳化硼的气泡并对气泡中的碳化硼进行最终分拣；
[0015]引导环，其套设在所述第三气泡堰流塔外侧，用以承接第三气泡堰流塔分拣出的附有碳化硼的气泡并将气泡引导入所述冲洗机构；
[0016]底座，其设置在所述第一气泡堰流塔、第二气泡堰流塔以及第三气泡堰流塔底部，用以分别承载第一气泡堰流塔、第二气泡堰流塔以及第三气泡堰流塔；在底座上设有若干固定片，各固定片分别位于第一气泡堰流塔和第二气泡堰流塔底部的对应位置，用以使第一气泡堰流塔和第二气泡堰流塔与底座固定连接；在底座上还开设有若干用以生成气泡的气泡孔。
[0017]进一步地，所述气体补充机构包括：
[0018]气压腔，其位于所述气泡堰流酸洗机构底部，用以均匀分配所述气体补充机构内的气压；
[0019]充气嘴，其位于所述气压腔底部并与其连接，用以向气压腔内充入惰性气体；在充气嘴上部设有密封圈，用以封闭充气嘴内部；
[0020]封堵球，其位于所述气压腔内并位于所述充气嘴上方，用以控制所述气体补充机构的充气速率；所述封堵球与所述密封圈配合以封闭充气嘴内部；
[0021]充气管，其与所述充气嘴连接，用以向气体补充机构内充入惰性气体。
[0022]进一步地，所述冲洗机构包括：
[0023]气泡承接槽，其套设在所述第三气泡堰流塔外部并位于所述引导环下方，用以承接第三气泡堰流塔分选的气泡及附着在气泡上的碳化硼颗粒；在所述气泡承接槽的一端开设有用以将含酸洗液和的碳化硼浊液引导出气泡承接槽的引流槽；
[0024]冲洗管，其位于所述气泡承接槽远离所述引流槽的一侧，用以将水冲入气泡承接槽以碳化硼浊液导向引流槽。
[0025]进一步地，对于单个所述气泡释放机构，包括：
[0026]若干封堵帽，其分别位于各对应所述底座的气泡孔上方，用以控制气泡生成的速率和大小；
[0027]若干连接杆，其位于各对应所述封堵帽下方并分别与对应的封堵帽相连，各连接杆均贯穿对应的所述气泡孔；
[0028]第一连接锁扣，其位于所述气泡堰流机构底部的对应位置，用以将所述气泡释放机构固定在对应位置；
[0029]可调节弹簧，其位于所述第一连接锁钮下方并与其相连，用以调节所述气泡释放机构生成气泡所需的压力；
[0030]第二连接锁扣，其位于所述可调节弹簧下方并与其相连，用以调节可调节弹簧的形变量；
[0031]连接板，其位于所述第二连接锁扣下方并与各所述连接杆以及第二连接锁扣相连，用以统一各所述连接杆的动作。
[0032]进一步地，所述引流槽末端设置有带滤网的清水池，用以收集所述气泡堰流机构输出的碳化硼浊液中的碳化硼并将pH调至中性放出，清水池位于水外的部分连接压力传感器，用以测量清水池的重力G；
[0033]所述控制机构设有第一分拣阶段的充气速率设置Vg1、第二分拣阶段的充气速率设置Vg2、第一预设重力差值
△
G1、第二预设重力差值
△
G2、第三预设重力差值
△
G3、第一预设充气速率调节系数α1以及第二预设充气速率调节系数α2，其中，
△
G1＜
△
G2＜
△
G3，1＜α1＜α2，Vg1
×
α2＜Vg2，
[0034]当所述装置运行时，所述控制机构控制所述压力传感器周期性检测所述清水池对所述压力传感器产生的压力、计算该周期中清水池对压力传感器产生的压力的变化值
△
G并根据
△
G判定所述装置针对碳化硼的单个分拣阶段是否完成，
[0035]若
△
G≤
△
G1，所述控制机构判定该阶段分拣完成，并根据时间进行判断是否进行下一阶段分拣；
[0036]若
△
G1＜
△
G≤
△...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硼提纯装置，其特征在于，包括：气泡堰流酸洗机构，包括若干不同高度的气泡堰流塔，用以逐次酸洗未提纯碳化硼并通过气泡释放机构输出的气泡逐级分拣碳化硼浊液中对应粒径的碳化硼颗粒；气体补充机构，其位于所述气泡堰流酸洗机构下方并与与气泡堰流酸洗机构相连，用以向气泡堰流酸洗机构中输送惰性气体；冲洗机构，其位于所述气泡堰流酸洗机构下方并套设在所述气体补充机构外部，用以承接所述气泡堰流酸洗机构输出的气泡以将气泡携带的含酸碳化硼浊液导入到中性池内；在冲洗机构中部开设有用以装载所述气泡堰流酸洗机构的空间；气泡释放机构，其位于所述气泡堰流酸洗机构底部并位于所述气体补充机构内部，用以控制气泡生成的大小和速率；控制机构，其分别与所述气泡堰流酸洗机构、气体补充机构以及冲洗机构中的对应部件相连，用以在单个运行周期中根据气泡堰流酸洗机构输出的碳化硼颗粒的质量以判定单个阶段的分拣是否完成并在判定单个阶段的分拣未完成时根据气泡堰流酸洗机构输出的碳化硼颗粒的实际质量将对应部件的运行参数调节至对应值。2.根据权利要求1所述的碳化硼提纯装置，其特征在于，所述气泡堰流机构包括：第一气泡堰流塔，其位于所述气泡堰流机构中心，用以初步分拣碳化硼浊液中对应粒径的碳化硼颗粒；在所述第一气泡堰流塔中还设有酸洗液补充管，用以向第一气泡堰流塔内补充酸洗液；第二气泡堰流塔，其套设在所述第一气泡堰流塔外侧且第二气泡堰流塔的高度低于第一气泡堰流塔的高度，用以承接第一气泡堰流塔分拣出附有碳化硼的气泡并对气泡中的碳化硼进行二次分拣；第三气泡堰流塔，其套设在所述第二气泡堰流塔外侧且第三气泡堰流塔的高度低于第二气泡堰流塔的高度，用以承接第二气泡堰流塔分拣出附有碳化硼的气泡并对气泡中的碳化硼进行最终分拣；引导环，其套设在所述第三气泡堰流塔外侧，用以承接第三气泡堰流塔分拣出的附有碳化硼的气泡并将气泡引导入所述冲洗机构；底座，其设置在所述第一气泡堰流塔、第二气泡堰流塔以及第三气泡堰流塔底部，用以分别承载第一气泡堰流塔、第二气泡堰流塔以及第三气泡堰流塔；在底座上设有若干固定片，各固定片分别位于第一气泡堰流塔和第二气泡堰流塔底部的对应位置，用以使第一气泡堰流塔和第二气泡堰流塔与底座固定连接；在底座上还开设有若干用以生成气泡的气泡孔。3.根据权利要求2所述的碳化硼提纯装置，其特征在于，所述气体补充机构包括：气压腔，其位于所述气泡堰流酸洗机构底部，用以均匀分配所述气体补充机构内的气压；充气嘴，其位于所述气压腔底部并与其连接，用以向气压腔内充入惰性气体；在充气嘴上部设有密封圈，用以封闭充气嘴内部；封堵球，其位于所述气压腔内并位于所述充气嘴上方，用以控制所述气体补充机构的充气速率；所述封堵球与所述密封圈配合以封闭充气嘴内部；充气管，其与所述充气嘴连接，用以向气体补充机构内充入惰性气体。
4.根据权利要求3所述的碳化硼提纯装置，其特征在于，所述冲洗机构包括：气泡承接槽，其套设在所述第三气泡堰流塔外部并位于所述引导环下方，用以承接第三气泡堰流塔分选的气泡及附着在气泡上的碳化硼颗粒；在所述气泡承接槽的一端开设有用以将含酸洗液和的碳化硼浊液引导出气泡承接槽的引流槽；冲洗管，其位于所述气泡承接槽远离所述引流槽的一侧，用以将水冲入气泡承接槽以碳化硼浊液导向引流槽。5.根据权利要求4所述的碳化硼提纯装置，其特征在于，对于单个所述气泡释放机构，包括：若干封堵帽，其分别位于各对应所述底座的气泡孔上方，用以控制气泡生成的速率和大小；若干连接杆，其位于各对应所述封堵帽下方并分别与对应的封堵帽相连，各连接杆均贯穿对应的所述气泡孔；第一连接锁扣，其位于所述气泡堰流机构底部的对应位置，用以将所述气泡释放机构固定在对应位置；可调节弹簧，其位于所述第一连接锁钮下方并与其相连，用以调节所述气泡释放机构生成气泡所需的压力；第二连接锁扣，其位于所述可调节弹簧下方并与其相连，用以调节可调节弹簧的形变量；连接板，其位于所述第二连接锁扣下方并与各所述连接杆以及第二连接锁扣相连，用以统一各所述连接杆的动作。6.根据权利要求5所述的碳化硼提纯装置，其特征在于，所述引流槽末端设置有带滤网的清水池，用以收集所述气泡堰流机构输出的碳化硼浊液中的碳化硼，清水池位于水外的部分连接有压力传感器，用以周期性检测清水池的重力G；所述控制机构设有第一分拣阶段的充气速率设置Vg1、第二分拣阶段的充气速率设置Vg2、第一预设重力差值
△
G1、第二预设重力差值
△
G2、第三预设重力差值
△
G3、第一预设充气速率调节系数α1以及第二预设充气速率调节系数α2，其中，
△
G1＜
△
G2＜
△
G3，1＜α1＜α2，Vg1
×
α2＜Vg2，当所述装置运行时，所述控制机构控制所述压力传感器周期性检测所述清水池对所述压力传感器产生的压力、计算该周期中清水池对压力传感器产生的压力的变化值
△
G并根据
△
G判定所述装置针对碳化硼的单个分拣阶段是否完成，若
△
G≤
△
G1，所述控制机构判定该阶段分拣完成，并根据时间进行判断是否进行下一阶段分拣；若
△
G1＜
△
G≤
△
G2，所述控制机构判定该阶段分拣未完成，控制机构判定使用α2调节Vg1使充气速率提升以提升分拣的速率；若
△
G2＜
△
G≤
△
G3，所述控制机构判定该阶段分拣未完成，控制机构判定使用α1调节Vg1使充气速率提升以提升分拣的速率；若
△
G＞
△
G3，所述控制机构判定该阶段运行顺利，不对充气速率进行调节；当所述控制机构判定使用αi调节Vg1时，设定i＝1,2，调节后的下一周期的充气速率记为Vg1

【专利技术属性】
技术研发人员：董世昌，宋秀芬，
申请(专利权)人：武汉美琪林新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：