砷型材加工方法与流程

本发明涉及一种冶金、化工、半导体材料的加工方法，具体是指一种砷型材加工方法。

背景技术：

砷，俗称砒，是一种类金属元素，在化学元素周期表中位于第4周期、第VA族，原子序数33，元素符号As，单质以灰砷、黑砷和黄砷这三种同素异形体的形式存在。砷元素广泛的存在于自然界，共有数百种的砷矿物已被发现。砷与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂，与许多种的合金中。其化合物三氧化二砷被称为砒霜，是种毒性很强的物质。

工业级别和高纯级别的砷，业内又称α型砷，俗称金属砷，它为晶体结构，质硬而脆，易碎，易成粉末，是一种无规则的块状物，由于该物质毒性较大，易造成环境污染，砷产品的下游用户主要为有色合金、半导体材料、高纯材料等企业。α型砷的加工对车间环境，洁净度及品质要求很高，所以用户迫切需要一种砷型材解决上述困惑。由于α型砷耐高温，有升华的特性，蒸气压又大，且难于控制，所以有色冶炼与铸锭、粉末冶金、与区域熔融的方法等很难加工出用户需要的砷型材，即使加工出来了，其产品，硬度、密度、强度均无法达到用户生产的要求且投资大、环境污染大，安全系数低。

综上所述，目前市场上需要一种更安全、更环保、成本低，品质好，可靠性高的砷型材加工方法。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供一种更安全、更环保、成本低，品质好，可靠性高的砷型材加工方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种砷型材加工方法，它包括如下步骤，

第一步，将需要加工的α型砷原料由送料装置送入到加热炉内；

第二步，将加热器温度调至100-180℃，并保持半小时到一小时，以去除原料中的水分；

第三步，将砷蒸气附集装置固定在炉体上方；

第四步，在砷蒸气收集装置的顶部放置至少一块隔网；

第五步，根据型材的形状在200℃到1100℃的温度区间内设置升华温度和每个温度对应的持续时间；

第六步，待砷升华后会附集在隔网上，然后固化，直到砷原料变成附集装置预设好的形状后，停止加热，拆下附集装置，然后取出内部的砷型材。

作为优选，步骤二中，加热温度为150℃，加热时长为一小时。

作为优选，步骤四中的隔网包括多种不同大小的网孔的隔网，隔网之间的网孔错位叠放。

作为优选，步骤五中，型材的形状如果是圆柱形，则至少设置三个加热温度点，三个点分别为300℃，700℃和900℃；加热时长方面，300℃保持两小时，700℃保持一小时，然后暂停加热半小时，再用900℃加热半小时。

作为优选，步骤三中所述的附集装置为下端小，上端大的锥度结构。

作为优选，步骤六中取出砷型材的顺序为，先取下附集装置上的隔网，然后把附集装置从加热炉上拆离，然后将附集装置取下并翻转180度扣在集料盒内，然后轻推砷型材，便可将附集装置内的砷型材取出。

采用上述结构后，本发明具有如下有益效果：本方法将工业级别或高纯级别的砷(α型)置入加热炉的炉套内，利用高纯级别的砷的升华特性加工出各种规格的砷型材，产品硬度、密度、强度可控，纯度还有提高，符合用户要求。

综上所述，本发明提供了一种更安全、更环保、成本低，品质好，可靠性高的砷型材加工方法。

附图说明

图1是本发明中砷型材加工方法的流程示意图。

图2是本发明中砷型材加工方法中采用的加工装置的结构示意简图。

如图所示：1、加热炉，2、加热器，3、夹套，4、送料平台，5、送料推杆，6、补料口，7、可拆式连接头，8、附集装置，9、隔网，10、吸尘管，11、温度控制器，12、定时器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

结合附图1，一种砷型材加工方法，它包括如下步骤，

第一步，将需要加工的α型砷原料由送料装置送入到加热炉内；

第二步，将加热器温度调至100-180℃，并保持半小时到一小时，以去除原料中的水分；

第三步，将砷蒸气附集装置固定在炉体上方；

第四步，在砷蒸气收集装置的顶部放置至少一块隔网；

第五步，根据型材的形状在200℃到1100℃的温度区间内设置升华温度和每个温度对应的持续时间；

第六步，待砷升华后会附集在隔网上，然后固化，直到砷原料变成附集装置预设好的形状后，停止加热，拆下附集装置，然后取出内部的砷型材。由于α型砷原料独有的特性，只要它离开加热区间，随即可以附集在上方的隔网上，然后开始结晶固化。

作为优选，步骤二中，加热温度为150℃，加热时长为一小时。

作为优选，步骤四中的隔网包括多种不同大小的网孔的隔网，隔网之间的网孔错位叠放。

作为优选，步骤五中，型材的形状如果是圆柱形，则至少设置三个加热温度点，三个点分别为300℃，700℃和900℃；加热时长方面，300℃保持两小时，700℃保持一小时，然后暂停加热半小时，再用900℃加热半小时。

作为优选，步骤三中所述的附集装置为下端小，上端大的锥度结构。该设计的作用是用于防止砷型材在完成附集后向下掉落。

作为优选，步骤六中取出砷型材的顺序为，先取下附集装置上的隔网，然后把附集装置从加热炉上拆离，然后将附集装置取下并翻转180度扣在集料盒内，然后轻推砷型材，便可将附集装置内的砷型材取出。

进一步结合附图2，本发明在具体实施时所采用的加工设备包括加热炉1、加热器2、夹套3、送料平台4、送料推杆5、补料口6、可拆式连接头7、附集装置8、隔网9、吸尘管10、温度控制器11和定时器12。所述的加热器2盘绕在加热炉1的外周，所述的加热炉1内设有夹套3，所述送料平台4位于加热炉1的进料口处，所述的进料口的位置低于加热器2的位置；所述的加热炉1的上方通过可拆式连接头7连接有附集装置8，所述的附集装置8可以根据客户加工需求设置成任意形状。所述的附集装置8的上方叠放有至少一张隔网9，所述的隔网9的上方还设有吸尘管10，所述的吸尘管10用于吸取加热过程挥发出来的其他废气和水气。所述的加热器2上设置有温度控制器11和定时器12。

关于对“根据型材的形状在200℃到1100℃的温度区间内设置升华温度和每个温度对应的持续时间；”这一句描述的特别说明，只要加热温度控制在这个区间内，砷原料就会升华，并慢慢附集在隔网上。但是本专利申请的发明人发现通过多段温控调节的方式可以提升砷原料升华和附集的效率，这只是一个优选项，具体实施时，用户可以在上述的温度范围内，自行尝试探索，也可以持续保持在上述温度范围内的一个温度点，即加热炉的温度、加热区间、加热时间可在200℃到1100℃的范围内任意调整，均能实现本专利申请所描述的技术方案。本专利申请中温度所采用的单位度，是指摄氏度。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。