专利名称：一种金属镓纵向温度梯度凝固提纯装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种提纯装置和方法，尤其涉及一种金属镓纵向温度梯度凝固 提纯装置和方法。
背景技术：
一种物质当其由液态部分凝固成固态时，由于杂质在其液态和固态中的溶 解度不同，往往固态中的杂质浓度要低于液态中的杂质浓度，这种现象为分凝 作用。利用这种现象可以把物质提纯，但凝固后的固相的重量，用肉眼不易控 制，又由于镓具有较低的熔点，与常温相差不多，环境温度的变化对结晶的速 度有较大的影响，生产时定量操作比较困难。目前还没有利用分凝作用实现定 量提纯金属镓的装置和方法。现有技术中，金属镓的精炼提纯一般釆用化学萃 取、电解等传统工艺，由于工艺水平和成本的限制，生产的成品镓的纯度一般
也只有4N,导致6N、 7N这样高纯度金属镓的生产非常困难，生产成本也居高不 下，严重制约了高纯度金属镓材料的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种金属镓纵向温度梯度凝固提纯
装置和方法。
本发明的技术方案如下 一种金属镓纵向温度梯度凝固提纯装置，包括生 长区、放肩区、籽晶区三部分，所述生长区为一段圆柱形管简，所述放肩区为 与所述生长区下端连接的倒锥台形管简，所述籽晶区为与所述放肩区下端连接 的圆柱形盲管。
所述籽晶区设有冷却装置，所述冷却装置为冷盘。
所述提纯装置有非极性塑料制成，所述塑料为PE或者Teflon或者Nylon。 所述生长区管壁设有刻度线。
一种金属镓纵向温度梯度凝固提纯方法，包括如下步骤将金属镓籽晶放 入所述籽晶区；将液态金属镓注入所述提纯装置；对所述籽晶区进行冷却。 所述籽晶为高纯度金属镓。 所述液态金属镓温度为35'C到4(TC。所述籽晶区的冷却温度为0°C-5°C。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是本发明可以把金属镓的纯度在 4N的基础上进一步提纯到6N、 7N的极高纯度；本发明装置机构简单、方法操作
方便、提纯定量控制便捷，适合于大规模生产；大大降低了极高纯度金属镓的 生产成本，提高了生产效率，奠定了极高纯度金属镓材料的未来广泛应用的基础。
图1为本发明结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作详细描述。
实施例1:如图1所示， 一种金属镓纵向温度梯度凝固提纯装置，包括生长 区3、放肩区5、籽晶区l三部分，所述生长区3为一段圆柱形管简，所述放肩 区5为与所述生长区3下端连接的倒锥台形管简，所述籽晶区1为与所述放肩 区5下端连接的圆柱形盲管。所述籽晶区1设有冷却装置，所述冷却装置为冷 盘8,其中装有冷却液7。所述提纯装置由非极性塑料Nylon制成。所述生长区 3管壁设有刻度线4。
一种金属镓纵向温度梯度凝固提纯方法，包括如下步骤将金属镓籽晶6 放入所述籽晶区1;将液态金属镓2注入所述提纯装置；对所述籽晶区1进行冷 却。所述籽晶为高纯度金属镓。所述液态金属镓温度为35°C。所述籽晶区的冷 却温度为0'C。通过籽晶区l的冷却，液态金属镓开始从籽晶区l向放肩区5、 生长区3逐渐凝固，先凝固的固态镓纯度比后凝固的要高，根据生产需要，生 长区3管壁设有刻度线4可以定量的选择金属镓凝固的比例，以调整镓的纯度。 为了得到极高纯度的金属镓，需要对凝固的固态镓再次加热后使用上述装置凝 固提纯，如此方法直到达到要求的纯度。
实施例2:其与实施例l不同之处在于，所述提纯装置由非极性塑料制成， 所述塑料为PE，所述液态金属镓温度为37°C。所述籽晶区的冷却温度为3'C。
实施例3:其与实施例l不同之处在于，所述提纯装置由非极性塑料Teflon 制成，所述液态金属镓温度为40°C。所述籽晶区的冷却温度为5°C。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效 变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围之内。
权利要求
1. 一种金属镓纵向温度梯度凝固提纯装置，其特征在于所述装置包括生长区、放肩区、籽晶区三部分，所述生长区为一段圆柱形管筒，所述放肩区为与所述生长区下端连接的倒锥台形管筒，所述籽晶区为与所述放肩区下端连接的圆柱形盲管。
2. 根据权利要求l所述的一种金属镓纵向温度梯度凝固提纯装置，其特征在于 所述籽晶区设有冷却装置。
3. 根据权利要求2所述的一种金属镓纵向温度梯度凝固提纯装置，其特征在于 所述冷却装置为冷盘。
4. 根据权利要求l所述的一种金属镓纵向温度梯度凝固提纯装置，其特征在于 所述提纯装置有非极性塑料制成。
5. 根据权利要求4所述的一种金属镓纵向温度梯度凝固提纯装置，其特征在于 所述塑料为PE或者Teflon或者Nylon。
6. 根据权利要求l所述的一种金属镓纵向温度梯度凝固提纯装置，其特征在于 所述生长区管壁设有刻度线。
7. —种金属镓纵向温度梯度凝固提纯方法，其特征在于包括如下步骤将金属 镓籽晶放入所述籽晶区；将液态金属镓注入所述提纯装置；对所述籽晶区进行冷却。
8. 根据权利要求7所述的一种一种金属镓纵向温度梯度凝固提纯方法，其特征 在于所述籽晶为高纯度金属镓。
9. 根据权利要求7所述的一种一种金属镓纵向温度梯度凝固提纯方法，其特征 在于所述液态金属镓温度为35。C到40°C。
10. 根据权利要求7所述的一种一种金属镓纵向温度梯度凝固提纯方法，其特征 在于所述籽晶区的冷却温度为0°C-5°C。
全文摘要
本发明公开了一种金属镓纵向温度梯度凝固提纯方法和装置，包括生长区、放肩区、籽晶区三部分，所述生长区为一段圆柱形管筒，所述放肩区为与所述生长区下端连接的倒锥台形管筒，所述籽晶区为与所述放肩区下端连接的圆柱形盲管。将金属镓籽晶放入所述籽晶区；将液态金属镓注入所述提纯装置；对所述籽晶区进行冷却。本发明把金属镓的纯度在4N的基础上进一步提纯到6N、7N的极高纯度；本发明装置机构简单、方法操作方便、提纯定量控制便捷。
文档编号C22B58/00GK101413068SQ20081015568
公开日2009年4月22日 申请日期2008年10月29日 优先权日2008年10月29日
发明者范家骅 申请人:南京金美镓业有限公司