本发明专利技术提供一种应用于大批量生产高纯镁的装置及方法，包括真空电阻炉、蒸发罐、冷却装置、结晶罐、加热装置，所述蒸发罐位于真空电阻炉内，且所述蒸发罐与真空电阻炉接触，所述结晶罐位于冷却装置内，且所述结晶罐与冷却装置接触，所述蒸发罐与结晶罐为独立的腔体结构，且所述蒸发罐与结晶罐为分体坐式结构，所述加热装置包括加热通道，所述蒸发罐与结晶罐通过加热通道连通，所述蒸发罐上安装有第一盖子，所述结晶罐上安装第二盖子，所述加热管道的一端连接第一盖子上，所述加热管道的另一端连接在第二盖子上。本发明专利技术中通过将蒸发罐与结晶罐分体设置为独立的腔体结构，来增大蒸发区、冷凝区各自的有效容积，从而提高单炉产量。从而提高单炉产量。从而提高单炉产量。
【技术实现步骤摘要】
一种应用于大批量生产高纯镁的装置及方法
[0001]本专利技术涉及高纯金属镁生产领域，具体而言，涉及一种应用于大批量生产高纯镁的装置及方法。
技术介绍
[0002]镁是结构金属中最轻的材料，在所有结构金属中，镁的密度最低，仅为1.74g/cm3，金属镁制取耗能小，价格低廉,是继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料，被称为“2l世纪的绿色工程材料”。随着镁合金在生物新材料领域的开发和应用，对原材料金属镁的纯度要求越来越高，合金设计时期望能从成分、组织和性能综合控制，那么成分设计的前提就对母金属或合金的纯度提出了更高的要求。因此对超高纯镁的需求越来越迫切，对高纯镁制备工艺的研究具有广阔的应用前景。
[0003]目前，国内外的生产“高纯镁”主要是通过真空蒸馏法所得，即:将皮江法还原所得的粗镁或者镁锭再次放入专门的容器内，真空条件下，升温至800℃～900℃，让粗镁或者镁锭再次蒸发、结晶，得到高纯结晶镁，然后将结晶镁取出直接使用或者，再经过熔炼浇铸成镁锭，这种方法目前最大的问题是，设备产能小，生产效率低，一般单炉能生产的高纯镁不超过100kg，无法进行大批量的生产，这是也限制高纯镁大规模应用的主要瓶颈之一。
[0004]中国专利CN109609777A公开了一种提纯高纯镁的装置及方法，包括电阻炉，电阻炉内部套接有不锈钢坩埚腔，不锈钢坩埚腔内部套接有悬空的中空支架，中空支架上放置纯钛T2坩埚，用于放置待提纯工业镁锭，不锈钢埚腔的上端连接冷却盖板，冷却盖板的底面位于不锈钢坩埚腔内部上固定纯铜板，纯铜板表面固定纯钛T2基板，用于盛放高纯镁，冷却盖板上分别开有氩气通道和抽真空通道，与外界氩气设备和真空泵；该现有技术中存在以下问题：(1)中空架与纯钛T2坩埚之间存在间隙，一方面上方结晶镁掉落到间隙内，影响结晶镁的产量，另一方面每次加镁时需要打开装置，操作麻烦；(2)纯钛T2坩埚空间有限，单炉次只能放置少量的镁锭，即该装置单炉次只能生产少量的结晶镁；(3)T2基板由于设置在纯钛T2坩埚的上方，高纯镁附在T2基板上容易掉落，影响高纯镁的产量。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种应用于大批量生产高纯镁的装置及方法。以解决现有技术中的中空架与纯钛T2坩埚之间存在间隙，一方面上方结晶镁掉落到间隙内，影响结晶镁的产量，另一方面每次加镁时需要打开装置，操作麻烦；纯钛T2坩埚空间有限，单炉次只能放置少量的镁锭，即该装置单炉次只能生产少量的结晶镁；T2基板由于设置在纯钛T2坩埚的上方，高纯镁附在T2基板上容易掉落，影响高纯镁的产量的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]一种应用于大批量生产高纯镁的装置，包括真空电阻炉、蒸发罐、冷却装置、结晶罐、加热装置，所述蒸发罐位于真空电阻炉内，所述蒸发罐用于放置液镁或固镁，所述结晶罐位于冷却装置内，所述蒸发罐与结晶罐为独立的腔体结构，且所述蒸发罐与结晶罐为分
体坐式结构，所述加热装置包括加热通道，所述蒸发罐与结晶罐通过加热通道连通，所述蒸发罐上安装有第一盖子，所述结晶罐上安装第二盖子，所述加热管道的一端连接在第一盖子上，所述加热管道的另一端连接在第二盖子上。
[0008]该设置中通过真空电阻炉直接对蒸发罐进行加热，冷却装置直接对结晶罐进行冷却，这样可以更容易增大设备体积来增大蒸发区、冷凝区各自的有效容积，从而提高单炉次产量；而且通过将蒸发罐与结晶罐为独立的腔体结构，提高结晶镁的产量。
[0009]进一步地，所述蒸发罐与真空电阻炉之间、第一盖子与蒸发罐之间以及第二盖子与结晶罐之间均通过密封胶垫密封。
[0010]该设置可以提高该装置的密封性，提高镁的生产效率。
[0011]进一步地，所述冷却装置上至少设置有进水口和多个水位调节口，多个水位调节口均设置有开关阀门，使用时根据镁不同的生产阶段进行设置水位，控制结晶罐内部温度。
[0012]该设置可使镁分多个阶段进行提纯，能够制备大量的高纯镁。
[0013]进一步地，多个水位调节口包括第一水位调节口、第二水位调节口、第三水位调节口，所述第一水位调节口为冷却装置中的冷却水的最高水位，第二水位调节口、第三水位调节口的水位依次降低。
[0014]进一步地，所述结晶罐上安装有第二真空通道，所述第二真空通道的一端安装在靠近结晶罐的底部，且与结晶罐的腔体连通，所述第二真空通道的另一端贯穿冷却装置。
[0015]该设置方便对结晶罐进行抽真空。
[0016]进一步地，所述结晶罐的腔体内设置有阻隔板，所述阻隔板位于所述结晶罐的底部，所述阻隔板的高度高于第二真空通道与结晶罐连通口的高度。
[0017]该设置方便收集结晶镁，提高镁的产量。
[0018]该设置防止提纯后镁进入第二真空通道，提高镁的整体生产产量以及生产效率。进一步地，所述真空电阻炉上设置有第一真空通道，所述第一真空通道靠近蒸发罐的底端且贯穿所述真空电阻炉。
[0019]进一步地，所述蒸发罐上设置有进料口，所述进料口位于所述第一盖子上。
[0020]该设置方便将液镁或固镁直接加入到蒸发罐内，使得操作更加简便。
[0021]进一步地，所述冷却装置还包括溢流口，所述溢流口位于第一水位调节口的上端。
[0022]一种应用于大批量生产高纯镁的方法，使用上述所述的装置，具体包括如下步骤：
[0023]S1、设备安装，设备安装完成后，打压检漏完成后，对设备内部腔体抽真空，使用氩气置换内部腔体中的空气；
[0024]S2、在蒸发罐腔体内加入液镁或固镁，单次加入量为5
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8t；
[0025]S3、将蒸发罐和加热通道均加热至700℃～750℃，将内部的镁全部熔化至液态，开启冷却装置；
[0026]S4、开始真空蒸馏，真空蒸馏时根据生产时间调整冷却装置的水位控制结晶罐腔体内的温度，其中，蒸发罐和加热通道的温度始终处于700℃～750℃；
[0027]S5、蒸馏结束，停止对蒸发罐和加热通道加热，将蒸发罐和结晶罐内部充入氩气使其压力至与外界大气压相平，生产镁结束。
[0028]该设置中的生产方法简单，易操作，且装置安装简便，可生产大批量高纯镁。
[0029]相对于现有技术，本专利技术所述的一种应用于大批量生产高纯镁的装置及方法，具
有以下优势：
[0030]1、本专利技术中的装置的腔体内的镁蒸发区与结晶罐腔体内的结晶区独立设置，两个区域温度分开控制，蒸发区的温度更容易控制，不再需要精确的控制，整个蒸发区只需统一设置一个恒定的温度；
[0031]2、本专利技术中的装置由传统的立式结构改为分体坐式结构，该装置能够实现大型化，其中单次生产批量提升，单炉次可生产5
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8t高纯镁，生产效率极大的提高。
附图说明
[0032]图1为本专利技术的一种应用于大批量生产高纯镁的装置的整体结构示意图。
[0033]附图标记说明：
[0034]1‑
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种应用于大批量生产高纯镁的装置，其特征在于，包括真空电阻炉(1)、蒸发罐(2)、冷却装置(5)、结晶罐(6)、加热装置(4)，所述蒸发罐(2)位于真空电阻炉(1)内，且所述蒸发罐(2)与真空电阻炉(1)接触，所述结晶罐(6)位于冷却装置(5)内，且所述结晶罐(6)与冷却装置(5)接触，所述蒸发罐(2)与结晶罐(6)为独立的腔体结构，且所述蒸发罐(2)与结晶罐(6)为分体坐式结构，所述加热装置(4)包括加热通道(41)，所述蒸发罐(2)与结晶罐(6)通过加热通道(41)连通，所述蒸发罐(2)上安装有第一盖子(3)，所述结晶罐(6)上安装第二盖子(8)，所述加热管道(41)的一端连接在第一盖子(3)上，所述加热管道(41)的另一端连接在第二盖子(8)上。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蒸发罐(2)与真空电阻炉(1)之间、第一盖子(3)与蒸发罐(2)之间以及第二盖子(8)与结晶罐(6)之间均通过密封胶垫密封。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷却装置(5)上至少设置有进水口(51)和多个水位调节口，多个水位调节口均设置有开关阀门，使用时根据镁不同的生产阶段进行设置水位，控制结晶罐内部温度。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，多个水位调节口包括第一水位调节口(52)、第二水位调节口(53)、第三水位调节口(54)，所述第一水位调节口(52)为冷却装置中的冷却水的最高水位，第二水位调节口(53)、第三水位调节口(54)的水位依次降低。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述结晶罐(6)上安装有第二真空通道(62)，所述第二真空通道(62)的一端安装在...
【专利技术属性】
技术研发人员：张盘龙，邵智，王刚，
申请(专利权)人：洛阳双瑞万基钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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