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专利号: 201910450296X
申请人: 宁波锦越新材料有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 冶金;黑色或有色金属合金;合金或有色金属的处理
更新日期:2024-11-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用多转体实现超高纯铝纯化晶析的方法,包括以下步骤:

步骤一,将纯度为3N~5N的铝原料在坩埚(1)中融化成铝液,融化温度为660℃~700℃,所述坩埚(1)的下端为圆弧状结构;

步骤二,将晶析装置安装在所述坩埚(1)上方且下端伸入所述铝液液面下,由设置在所述晶析装置上端的进气管向所述晶析装置内部连续通入50~100L/min的常温空气;

所述晶析装置的下端设置有第一转体(11)、第二转体(12)和第三转体(13),所述第一转体(11)位于所述第二转体(12)的正上方,所述第二转体(12)位于所述第三转体(13)的正上方并且三者都位于铝液液面下,所述第一转体(11)和所述第三转体(13)能够以相同的方向旋转,中间的所述第二转体(12)能够以相反的方向进行旋转;或者所述第一转体(11)、所述第二转体(12)和所述第三转体(13)同方向旋转;所述第一转体(11)和所述第三转体(13)共用第一驱动装置和第一传动结构实现两者同向旋转;所述驱动装置为第一电机(2),所述第一传动结构包括驱动皮带轮(3)、皮带、从动皮带轮(4)、内传动轴(9)以及连接杆(17),所述第一电机(2)的电机转子与所述驱动皮带轮(3)中心轴孔连接,所述驱动皮带轮(3)与所述从动皮带轮(4)之间套接所述皮带,所述从动皮带轮(4)的中心轴孔与所述内传动轴(9)的一端部连接,所述内传动轴(9)的另一端部与所述第一转体(11)的中心轴固定连接,所述第一转体(11)和所述第三转体(13)外壁通过所述连接杆(17)进行连接;所述第二转体(12)通过第二驱动装置和第二传动结构实现与所述第一转体(11)和所述第三转体(13)反向旋转;所述第二驱动装置为第二电机(5),所述二传动结构包括驱动齿轮(6)、从动齿轮(7)、外传动轴(8)、连接支架(10)、外齿轮环形轨道(14)、行星轮(15)以及内齿轮环形轨道(16),所述第二电机(5)的电机转子与所述驱动齿轮(6)的中心轴孔连接,所述从动齿轮(7)的中心轴孔与所述外传动轴(8)的上端部连接,所述驱动齿轮(6)与所述从动齿轮(7)能够连续啮合,所述外传动轴(8)的下端部通过所述连接支架(10)与所述外齿轮环形轨道(14)固定连接,所述第二转体(12)轴向外壁设有所述内齿轮环形轨道(16),所述外齿轮环形轨道(14)与所述内齿轮环形轨道(16)之间设有所述行星轮(15),旋转的所述外齿轮环形轨道(14)上的锯齿作用所述行星轮(15)的锯齿,所述行星轮(15)旋转再通过其锯齿作用所述内齿轮环形轨道(16)的锯齿使得所述第二转体(12)旋转方向与所述外齿轮环形轨道(14)运动方向相反;所述连接杆(17)穿过所述行星轮(15)的中心轴孔并且使得所述行星轮(15)能够绕着所述连接杆(17)转动,所述内传动轴(9)的一部分插入所述外传动轴(8)中并且两者通过轴承进行支撑确保各自可以以不同的方向旋转;所述第一传动结构和第二传动结构不会对所述第一转体(11)、所述第二转体(12)和所述第三转体(13)产生穿孔结构;

步骤三,开启第一电机使得所述第一转体(11)和所述第三转体(13)能够以相同的方向旋转,开启第二电机使得所述第一转体(11)和所述第三转体(13)中间的第二转体(12)反向旋转;旋转过程中使得更多的高纯度铝液聚集在第一转体(11)、第二转体(12)和第三转体(13)周围并在冷却气体作用下固化,最终在所述晶析装置下端凝固堆积形成高纯度铝结晶物;所述第一转体(11)和所述第三转体(13)转速低确保铝液液面不被带动,反向转动的第二转体(12)与所述第三转体(13)相互配合使得液面下铝液运动更加活跃确保晶析产物的质量和数量;

步骤四,所述结晶物到达所设定一半时,取出所述晶析装置,停止旋转并使所述晶析装置下端和所述结晶物在空气中快速冷却,冷却至280℃~20℃后再次插入所述铝液液面下重复步骤二和步骤三,直至所述结晶物无法继续增加,停止旋转并吊离所述晶析装置,取下所述结晶物;

步骤五,将所述结晶物切除头尾50~70mm,得到初步提纯物;

步骤六,将所述坩埚(1)中剩余铝液倒出后,将所述初步提纯物再次放入所述坩埚(1)重复步骤一至步骤五,得到超高纯铝原料。

2.根据权利要求1所述的利用多转体实现超高纯铝纯化晶析的方法,其特征在于:步骤三中,所述第一转体(11)、所述第二转体(12)和所述第三转体(13)也可以同方向旋转,所述第二转体(12)同向旋转与所述第二转体(12)反向旋转交替进行。

3.根据权利要求1所述的利用多转体实现超高纯铝纯化晶析的方法,其特征在于:步骤三中,在第二转体(12)与第一转体(11)和第三转体(13)反向旋转十分钟以上时,控制第一电机和第二电机的转子方向使得有第一转体(11)、第二转体(12)和第三转体(13)同一个方向旋转,有助于加速晶析产物现成。

4.根据权利要求1所述的利用多转体实现超高纯铝纯化晶析的方法,其特征在于:所述坩埚(1)的内壁和所述晶析装置的外壁均设有抗氧化涂层。