[發明專利]一種稀散金屬連續結晶提純裝置及結晶提純方法

有效

• 申請號: 202011238973.0
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112626349B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 郭學益;秦紅;于大偉;田慶華;張磊
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B9/02
• 分類號: C22B9/02;C22B58/00
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 錢朝輝

1.一種稀散金屬連續結晶提純裝置，其特征在于，包括冷卻結晶系統和刮料系統，所述冷卻結晶系統包括結晶單元與冷卻單元；所述結晶單元包括結晶槽（1）與旋轉冷卻器（2），所述旋轉冷卻器（2）包括轉盤（3）和用于帶動所述轉盤（3）轉動的轉軸（4），所述轉盤（3）的外緣上開設有結晶凹槽（5），所述轉盤（3）的下部浸入所述結晶槽（1）內；所述冷卻單元包括設于所述轉盤（3）外緣處的冷卻套（6）和用于向冷卻套（6）內提供冷卻液的冷卻液供給系統；

所述刮料系統包括前刮板（7）和后刮板（8），所述前刮板（7）設于所述轉盤（3）離開所述結晶槽（1）、進入所述冷卻套（6）的一側，且所述前刮板（7）的刮料端位于所述結晶凹槽（5）兩側的臺階（9）上；所述后刮板（8）設于所述轉盤（3）離開所述冷卻套（6）、進入所述結晶槽（1）的一側，且所述后刮板（8）的刮料端的形狀與所述結晶凹槽（5）的形狀相匹配，所述后刮板（8）的刮料端設于所述結晶凹槽（5）中。

2.根據權利要求1所述的稀散金屬連續結晶提純裝置，其特征在于，所述冷卻套（6）包括內冷卻套（61）與外冷卻套（62），所述轉盤（3）的外緣夾設于所述內冷卻套（61）與外冷卻套（62）之間，且所述內冷卻套（61）與外冷卻套（62）的裝設位置均高于所述結晶槽（1）內的液面高度。

3.根據權利要求1所述的稀散金屬連續結晶提純裝置，其特征在于，所述結晶凹槽（5）的槽壁上設有多個凹坑（10）。

4.根據權利要求1所述的稀散金屬連續結晶提純裝置，其特征在于，還包括加料系統，所述加料系統包括儲料槽（11）、保溫套（12）與放料溜槽（13），所述保溫套（12）設于所述儲料槽（11）外表面，所述儲料槽（11）通過所述放料溜槽（13）與所述結晶槽（1）相連。

5.根據權利要求1所述的稀散金屬連續結晶提純裝置，其特征在于，還包括收料系統，所述收料系統包括重熔溜槽（14）與收料槽（15），所述重熔溜槽（14）的進口端與所述冷卻結晶系統的出口相連，所述重熔溜槽（14）的出口端與所述收料槽（15）相連；所述重熔溜槽（14）上設有第一加熱器（16）和用于感應所述重熔溜槽（14）內的溫度并控制所述第一加熱器（16）發熱量的第一溫控系統（17）。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的稀散金屬連續結晶提純裝置，其特征在于，所述結晶槽（1）底部設有第二加熱器（18）和用于感應所述結晶槽（1）內的溫度并控制所述第二加熱器（18）發熱量的第二溫控系統（19）。

7.根據權利要求1-5中任一項所述的稀散金屬連續結晶提純裝置，其特征在于，所述冷卻液供給系統包括冷卻液儲槽（20）、冷卻液進口管（21）、冷卻液出口管（22）、制冷器（23）和用于感應所述冷卻液儲槽（20）內的溫度并控制所述制冷器（23）制冷量的第三溫控系統（24），所述冷卻液進口管（21）的進口端與所述冷卻液儲槽（20）相連，所述冷卻液進口管（21）的出口端與所述冷卻套（6）相連，所述冷卻液出口管（22）的進口端與所述冷卻套（6）相連，所述冷卻液出口管（22）的出口端與所述冷卻液儲槽（20）相連。

8.根據權利要求1-5中任一項所述的稀散金屬連續結晶提純裝置，其特征在于，所述冷卻結晶系統串聯和/或并聯設有多套，相鄰兩個串聯的所述冷卻結晶系統之間通過重熔溜槽（14）連接。

9.一種利用權利要求1-8中任一項所述的稀散金屬連續結晶提純裝置的結晶提純方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：通過加料系統將熔融的待結晶稀散金屬加入所述結晶槽（1），控制所述結晶槽（1）內的溫度高于待結晶稀散金屬的熔點，啟動所述冷卻單元，控制所述冷卻套（6）內的溫度低于待結晶稀散金屬的熔點；

S2：當所述旋轉冷卻器（2）的轉盤（3）外緣溫度低于待結晶稀散金屬的熔點后，開啟所述旋轉冷卻器（2），啟動刮料系統，將位于所述結晶凹槽（5）內的結晶稀散金屬刮下并進入收料系統，即完成待結晶稀散金屬的結晶提純。