高纯锌的制备方法及设备技术

本发明专利技术提供一种高纯锌的制备方法及设备。所述高纯锌的制备方法包括步骤：对锌原料进行定向凝固处理，以获得定向凝固锌料；以及对定向凝固锌料进行区熔处理。所述高纯锌的制备设备包括：料管；石墨舟，放置于料管内，且用于盛放原料；密封件，用于将料管密封；温控车，用于对石墨舟内的原料进行温度处理；真空机组，连通于料管，对料管进行抽真空；气体输送管道，连通于料管，形成向料管通入保护气体并将料管内的气体排出的路径；以及尾气处理装置，连通于气体输送管道并接收气体输送管道输出的气体。相比现有技术，本发明专利技术能获得高于现有技术纯度的锌。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高纯金属的制备方法及设备，尤其涉及一种高纯锌的制备方法及设备。
技术介绍
用普通的锌生产高纯5N锌(Zn)的方法比较多，比如电解精炼、重精馏法、真空蒸馏法等。采用电解精炼只能得到4N锌锭，且电解精炼提纯法需用到大量化学试剂，产生大量有害废液，易污染环境；而采用真空蒸馏对低蒸气压的杂质如铁、铜等能有效脱除，但对蒸气压较大的铅、镉、砷等杂质的脱除效果并不理想，也只能得到纯度为99.9995%的高纯锌。
技术实现思路
针对
技术介绍
中的不足，本专利技术的目的在于提供一种高纯锌的制备方法及设备，其能获得高于现有技术纯度的锌。为了实现本专利技术的目的，在第一个方面，本专利技术提供一种高纯锌的制备方法，包括步骤:对锌原料进行定向凝固处理，以获得定向凝固锌料；以及对定向凝固锌料进行区熔处理。为了实现本专利技术的目的，在第二个方面，本专利技术提供一种高纯锌的制备设备，包括:料管；石墨舟，放置于料管内，且用于盛放原料；密封件，用于将料管密封；温控车，用于对石墨舟内的原料进行温 度处理；真空机组，连通于料管，对料管进行抽真空；气体输送管道，连通于料管，形成向料管通入保护气体并将料管内的气体排出的路径；以及尾气处理装置，连通于气体输送管道并接收气体输送管道输出的气体。其中温控车包括:连接件；加热炉丝，连接于连接件；以及传动装置，连接于连接件，从而传动装置经由连接件带动加热炉丝运动。当所述高纯锌的制备设备用于定向凝固处理时，料管称为定向凝固料管，石墨舟称为定向凝固石墨舟，加热炉丝称为定向凝固加热管；当所述高纯锌的制备设备用于区熔处理时，料管称为区熔料管，石墨舟称为区熔石墨舟，加热炉丝称为区熔加热管。本专利技术的有益效果如下。相比现有技术，本专利技术能获得高于现有技术纯度的锌，且没有废料、废渣的产生，对环境无污染。附图说明图1为根据本专利技术的高纯锌的制备设备的结构示意图；其中，附图标记说明如下:I料管2石墨舟3原料4密封件5温控车6真空机组7气体输送管道8尾气处理装置 51连接件53加热炉丝 55传动装置 551丝杆553螺母具体实施例方式下面结合附图来说明根据本专利技术的高纯锌的制备方法和设备。首先说明根据本专利技术的高纯锌的制备设备。根据本专利技术的高纯锌的制备设备包括:料管I ;石墨舟2，放置于料管I内，且用于盛放原料3 ;密封件4，用于将料管I密封；温控车5，用于对石墨舟2内的原料3进行温度处理；真空机组6，连通于料管1，对料管I进行抽真空；气体输送管道7，连通于料管1，形成向料管I通入保护气体并将料管I内的气体排出的路径；尾气处理装置8，连通于气体输送管道7并接收气体输送管道7输出的气体。在一个实施例中，温控车5可包括:连接件51 ；加热炉丝53，连接于连接件51 ;传动装置55连接于连接件51，从而传动装置555经由连接件51带动加热炉丝53运动。传动装置55可采用各种方式实现，在一种方式中，传动装置55包括:丝杆551 ;以及螺母553，连接于连接件51，与丝杆551配合而进行螺纹传动运动，从而带动连接件51平移。传动装置55的运动由伺服电机(未示出)驱动。加热炉丝53为多个且间隔布置，各加热炉丝53由加热电源(未示出)供电，从而实现各自的温度控制，以实现对原料3的熔融形成区域控制。加热炉丝53可采用电炉丝辐射加热。密封件4可为密封法兰。本专利技术的高纯锌的制备设备将涉及定向凝固和区熔两个工序。该设备可以同时用于定向凝固和区熔工序。为了清楚区分定向凝固工序和区熔工序，在定向凝固工序中，料管I称为定向凝固料管，石墨舟2称为定向凝固石墨舟,加热炉丝53称为定向凝固加热管,伺服电机称为定向凝固伺服电机，加热电源称为定向凝固用加热电源；而在区熔工序中，料管I称为区熔料管，石墨舟2称为区熔石墨舟，加热炉丝53称为区熔加热管，伺服电机称为区熔伺服电机，加热电源称为区熔用加热电源。当然，定向凝固工序和区熔工序也可采用不同形式的料管、石墨舟、加热炉丝、温控车、伺服电机。下面就以上述命名来说明根`据本专利技术的高纯锌的制备方法。根据本专利技术的高纯锌的制备方法包括步骤:对锌原料进行定向凝固处理，以获得定向凝固锌料(即定向凝固工序)；以及对定向凝固锌料进行区熔处理(即区熔工序)。在根据本专利技术的高纯锌的制备方法中，对锌原料进行定向凝固处理包括子步骤:子步骤一，将锌原料放置于定向凝固石墨舟内；子步骤二，将装有锌原料的定向凝固石墨舟水平放入定向凝固料管内，并封闭定向凝固料管；子步骤三，向封闭的定向凝固料管内稳定地通入保护气体，并使保护气体达到规定压力；子步骤四，在保护气体氛围下，使定向凝固加热管移至定向凝固石墨舟内的锌原料部分；子步骤五，使定向凝固加热管加热并全部熔化定向凝固石墨舟内的锌原料，使定向凝固加热管以规定速率自定向凝固石墨舟内的锌原料的头部向尾部运动，进而使石墨舟内的全部熔化的锌原料自定向凝固石墨舟内的锌原料的头部向尾部逐步露出到定向凝固加热管之外而进行自然冷却，而未露出到的定向凝固加热管之外的锌原料通过定向凝固加热管而保持熔融状态，当石墨舟内的锌原料全部露出定向凝固加热管之外并自然冷却后，完成一次定向凝固作业；子步骤六，当一次定向凝固作业完成后，定向凝固加热管返回至定向凝固石墨舟内的锌原料部分并按照规定要求重复规定次数的子步骤五；子步骤七，完成规定重复次数的定向凝固作业后，将定向凝固加热管停车并使定向凝固作业后的锌原料冷却；子步骤八，定向凝固作业后的锌原料冷却后，将定向凝固作业后的锌原料的头部和尾部各切除规定长度，切除后剩余的定向凝固作业后的锌原料作为下一次处理的锌原料，重复子步骤一至子步骤八预定重复次数，以获得定向凝固锌料。在定向凝固工序中，优选地，所述定向凝固石墨舟为纯度4.5N的石墨舟。在定向凝固工序中，优选地，所述定向凝固料管为纯度4N的石英管。在定向凝固工序中，优选地，所述保护气体为氩气。在定向凝固工序中，优选地，所述保护气体的纯度为6N。在定向凝固工序中，优选地，所述保护气体的流量为100 200ml/min。在定向凝固工序中，优选地，所述定向凝固加热管采用电炉丝辐射加热。在定向凝固工序中，优选 地，子步骤三包括孙步骤:孙步骤一，将封闭的定向凝固料管内抽真空至规定压力以下；孙步骤二，通入保护气体并使定向凝固料管内的压力达到规定压力；孙步骤三，重复孙步骤一和孙子步骤二所需次数。所需次数优选两次。在定向凝固工序中，优选地，在孙步骤一中，将封闭的定向凝固料管内抽真空至规定压力以下至lOOOPa，所述规定压力为常压。在定向凝固工序中，优选地,子步骤五中的规定速率为50mm/h,子步骤六中的规定要求重复次数为5次，步骤七中的规定长度为5 8cm。在定向凝固工序中，优选地，锌原料的纯度为5N。在定向凝固工序中，优选地，所述5N锌原料通过真空蒸馏的方式获得。在根据本专利技术的高纯锌的制备方法中，对定向凝固锌料进行区熔处理包括子步骤:子步骤一，将定向凝固锌料放置于区熔石墨舟内；子步骤二，将装有定向凝固锌料的区熔石墨舟水平放入区熔料管内，并封闭区熔料管；子步骤三，向封闭的区熔料管内稳定地通入保护气体，并使保护气体达到规定压力；子步骤四，在保护气体氛围下，使区熔车的区熔加热管移至石墨舟内的定向凝固锌料的头部；子步骤五，使区熔加热管加热并熔化区熔石墨舟内的定向凝固锌料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高纯锌的制备方法，其特征在于，包括步骤：对锌原料进行定向凝固处理，以获得定向凝固锌料；以及对定向凝固锌料进行区熔处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡智向，卢金生，毛简，文崇斌，李德官，高鹏飞，
申请(专利权)人：广东先导稀材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：