一种有色金属真空电磁悬浮蒸馏精炼方法及设备技术

一种有色金属真空电磁悬浮蒸馏精炼方法及设备。涉及一种电磁冶金及有色金属真空蒸馏精炼及提纯技术。目的是提高有色金属粗金属或合金或化合物电磁悬浮真空蒸馏或还原蒸馏精炼产物的纯净度、冶炼效率，降低成本。一种有色金属真空电磁悬浮蒸馏精炼方法，其特殊之处是：利用电磁感应悬浮线圈产生的电磁悬浮力及搅拌作用，对有色金属物料进行处于电磁悬浮状态的加热及搅拌作用并使其进行元素蒸馏过程。一种有色金属真空电磁悬浮蒸馏装置，由真空炉体，电磁感应线圈，坩埚，冷凝器，真空进料装置等组成，其主要特征是：电磁感应线圈是电磁感应悬浮线圈，位于真空炉体的外面或里面；冷凝器位于真空炉体上部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有色金属冶金技术，属真空蒸馏和精炼及提纯冶金技术。
技术介绍
锆、钛等有色金属精炼需要达到高的纯净度，以利制备高性能锆合金、钛合金；现 有的精炼方法不能充分满足需要，且成本高、效率不高。依据在一定温度下各元素的蒸气压 差异和元素的挥发及冷凝转变速度与温度、真空度关系，采用真空蒸馏可将粗金属、合金或 化合物中元素进行蒸馏或还原蒸馏分离、提纯，并可获得纳米、微米级的粉粒。但是，产物可 能受到坩埚材料污染。利用电磁悬浮熔炼可使金属被感应加热并处于悬浮状态进行熔炼， 避免了熔融金属被坩埚材料接触污染，有利于物料吸附之气体的放出，提高冶金质量及效 率。但是，产品的纯净度有限。真空蒸馏冶金可获得很高纯净度的金属。尚未出现电磁悬 浮真空蒸馏精炼技术。目前，国内外所具有的有色金属真空蒸馏和还原方法及设备有利用电阻加热或 感应加热等的各种蒸馏炉或还原炉；被蒸馏物料为液体或固体，物料均是非悬浮状态的； 没有被蒸馏物料在蒸馏过程中处于电磁悬浮状态的。在冶炼过程中物料处于悬浮状态 的有冷坩埚真空感应熔炼；最新发展的电磁悬浮真空熔炼技术，其物料是非悬浮的； 有一种电磁外感应真空蒸馏炉，其物料也是非悬浮的。目前，在真空冶金技术方面现没有 真空电磁悬浮蒸馏的方法及设备。如果研究将有色金属真空蒸馏和还原技术与电磁悬浮 熔炼技术科学地结合起来，创新发展一种电磁悬浮真空蒸馏和还原冶炼理论及方法是有重 要意义的。参考文献戴永年，杨斌.有色金属材料的真空冶金.冶金.北京冶金工业出版社， 2000.戴永年，杨斌.有色金属真空冶金.冶金.北京冶金工业出版社，2009.李安国，饶先发，穆春发.真空冶金现状及应用前景.世界有色金属， 2009(7) 32-34.王永清，等.电磁悬浮熔炼技术的发展及其在金属中气体分析领域的应用 .冶金分析，2008，28 (11) 16-23罗文洲.ZL200520022513. 9，技术专利公告说明书.中华人民共和国知识 产权局，2006年6月30日.李安国饶先发廖春发.真空冶金现状及应用前景.世界有色金属， 2009(7) 32-3
技术实现思路
本专利技术目的提供一种有色金属真空电磁悬浮蒸馏精炼方法及设备，以通过使物料处于电磁悬浮状态进行真空蒸馏或还原蒸馏过程，显著增大物料的表面积，从而显著提高元素的挥发 速度，并使物料不与坩埚接触受污染，提高有色金属真空蒸馏及还原蒸馏冶炼产物的纯净 度，提高冶炼的效率、降低冶炼成本。本专利技术的技术解决方案一种有色金属真空电磁悬浮蒸馏精炼方法，利用电磁感应悬浮线圈产生的磁悬浮 力及搅拌作用，对一定真空度和温度的真空蒸馏炉中的有色金属物料，进行感应加热并使 其在处于电磁悬浮状态及电磁搅拌运动中，进行元素蒸馏过程，元素或化合物蒸发的气体 再于冷凝器中进行冷凝，达到对有色金属物料进行精炼目的，其特殊之处是利用电磁感应 悬浮线圈产生的电磁悬浮力及搅拌作用，对有色金属物料进行处于电磁悬浮状态的加热及 搅拌作用并使其进行元素蒸馏过程。根据上述技术解决方案，所述之物料可是能导电的粗金属或合金或化合物与金属 还原剂的混合物；物料可呈固态或液态。根据上述技术解决方案，所述之蒸馏可是直接蒸馏或还原蒸馏。一种有色金属真空电磁悬浮蒸馏装置，由真空炉体，抽真空装置，可控高频电源， 电磁感应线圈，稳定线圈，坩埚，冷凝器，真空计，测温仪表，真空进料装置，真空出料装置等 组成，电磁感应线圈与坩埚同轴线或近似同轴线，坩埚位于真空炉体内，其特征是所述之 电磁感应线圈是电磁感应悬浮线圈；电磁感应悬浮线圈位于真空炉体的外面或里面并位于 所述之冷凝器的下方；所述之冷凝器位于所述之真空炉体的上部；所述之真空进料装置的 下料管口之轴线于所述之电磁感应悬浮线圈的轴线重合或基本重合。根据上述技术解决方案，所述之电磁感应悬浮线圈可位于真空炉体的内部或外 部。根据上述技术解决方案，所述之电磁感应悬浮线圈可由多匝串联的圆柱形或倒圆 锥形的悬浮线圈和位于其上方、电流方向与其相反、与其串联的稳定线圈组成。根据上述技术解决方案，所述之电磁感应悬浮线圈的表面上可包覆耐高温的、对 电绝缘但可导磁的覆层。根据上述技术解决方案，所述之坩埚位于所述之电磁感应悬浮线圈的内部时，可 采用导磁材料制造。根据上述技术解决方案，所述之坩埚位于所述之电磁感应悬浮线圈的内部时，可 采用冷坩埚。本专利技术的优点本专利技术的有色金属真空电磁悬浮蒸馏精炼方法，将现有的有色金属真空电磁悬浮 蒸馏精炼方法与电磁悬浮熔炼技术结合，发展了一种真空磁悬浮蒸馏和还原蒸馏精炼技 术，可望显著提高有色金属精炼、提纯产物质量与效率和降低精炼成本。可使被蒸馏物料呈 电磁悬浮态加热并进行搅拌，可显著增大被蒸发物料的表面积，显著加快元素蒸发速度；可 避免坩埚材料对物料的污染，获得很高纯净度的金属。所述之电磁悬浮真空蒸馏方法中的 特征技术部分，是现有的电磁悬浮真空熔炼方法与真空蒸馏方法的创造性结合，使物料在 足够强的电磁感应作用下呈悬浮状态加热及搅拌并进行元素蒸馏或还原蒸馏挥发；所述之 电磁感应线圈的表面上包覆耐高温的、对电绝缘但可导磁的覆层，可防止电磁感应线圈与 物料的导电蒸气之间或与真空炉体之间产生放电。所述之电磁真空悬浮蒸馏装置中的特征技术部分，实际是在现有电磁感应悬浮线圈、真空蒸馏炉体及冷凝器、真空进料管、坩埚技 术基础上的创造性组合。本专利技术技术可提高钛、锆等难冶炼、提纯金属的冶炼纯净度、提高 冶炼效率、降低冶炼成本。附图说明图1是本专利技术之实施例一的电磁悬浮真空蒸馏装置之特征技术部分设计方案示 意图。其中1_真空炉壳；2-坩埚；3-电磁感应悬浮线圈之悬浮线圈；4-电磁感应悬浮线 圈之稳定线圈；5-真空进料装置之下管。图2是本专利技术之实施例二的电磁悬浮真空蒸馏精炼设备之特征技术部分设计方案示 意图。其中7_真空炉体；8-坩埚；9-电磁感应悬浮线圈；10-电磁感应悬浮线圈；11-冷 凝器；12-真空进料装置(下料管口)。图3是本专利技术之实施例三的一种电磁悬浮真空蒸馏精炼设备之特征技术部分设计方 案示意图。其中13_真空炉体；14-坩埚；15-电磁感应悬浮线圈；16-电磁感应悬浮线圈； 17-冷凝器；18-真空进料装置之下料管口。具体实施例方式根据前述技术解决方案，本专利技术的实施方式可是在科研或生产中，针对待精炼、 提纯的某种有色金属粗金属或合金物料，或待还原精炼的有色金属化合物物料，在现有有 色金属真空蒸馏及电磁悬浮真空熔炼的理论和设备及工艺技术基础上，根据本专利技术的所述 电磁悬浮真空蒸馏方法及所述电磁悬浮真空蒸馏装置的设计方案之特征技术，设计具体的 电磁悬浮真空蒸馏方法及工艺并设计制造一种电磁悬浮真空蒸馏装置，经过试验及修改设 计、制造后，即可实际应用于经过预处理的物料的电磁悬浮真空蒸馏或还原蒸馏精炼。所述 之电磁悬浮真空蒸馏方法中的非特征技术部分，依据现有的有色金属真空蒸馏方法及工艺 和电磁悬浮真空熔炼方法及工艺，结合已有的相关有色金属真空蒸馏及真空熔炼装置，即 可选择、设计；对于特征技术部分，是现有的电磁悬浮真空熔炼方法与真空蒸馏方法的创造 性结合，使物料在足够强的电磁感应作用下呈悬浮状态加热及搅拌并进行元素蒸馏或还原 蒸馏挥发，然后，使挥发金属气体在对蒸发的金属元素气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有色金属真空电磁悬浮蒸馏精炼方法，利用电磁感应悬浮线圈产生的磁悬浮力及搅拌作用，对一定真空度和温度的真空蒸馏炉中的有色金属物料，进行感应加热并使其在处于电磁悬浮状态及电磁搅拌运动中，进行元素蒸馏过程，元素或化合物蒸发的气体再于冷凝器中进行冷凝，达到对有色金属物料进行精炼目的，其特征是：利用电磁感应悬浮线圈产生的电磁悬浮力及搅拌作用，对有色金属物料进行处于电磁悬浮状态的加热及搅拌作用并使其进行元素蒸馏过程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明彪，李丽荣，陈明辉，陶有胜，童丽，刘文昌，杨庆祥，孔祥羽，
申请(专利权)人：陈静，
类型：发明
国别省市：63[中国|青海]