一种镓提纯结晶系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于化学领域，尤其涉及一种镓提纯结晶系统。
【背景技术】
[0002]镓是一种重要并且贵重的稀散金属，在地壳中的浓度很低，占地壳重量的0.0015%。它的分布很广泛，但不以纯金属状态存在，而以硫镓铜矿(CuGaS2)形式存在，数量稀少但分布分散。
[0003]用于现代科学领域如半导体、核反应的热交换介质、高温温度计等方面的镓必须是高纯度的镓(6N以上)，这就要求镓的提纯技术必须达到需求，并且，镓在29.76°C时变为银白色液体，而液态镓很容易过冷即冷却至0°C而不固化，这给镓的提纯带来一定难度。
[0004]目前，镓的提纯一般采用部分结晶法，该方法耗能小，环保，周期较短，越来越成为制备高纯镓的主流方法。但是在部分结晶法实施的过程中，结晶的温度和结晶的环境气氛都能严重影响镓的纯度和提纯的效率，结晶的温度过低，那么结晶的速度就过快，很容易导致产品的纯度达不到要求，结晶的温度过高，影响生产的产能，增加生产成本。暨结晶温度难以控制，结晶纯度无法保证。
【实用新型内容】
[0005]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种镓提纯结晶系统，本实用新型提供的一种镓提纯结晶系统能控制结晶的环境氛围，控制结晶镓液的温度梯度，减少结晶次数，有效提高镓的结晶效率和纯度，避免镓自发成核，同时也可避免结晶过程夹杂镓液。
[0006]本实用新型提供了一种镓提纯结晶系统，包括:
[0007]结晶装置，结晶槽，冷热交换装置，位于所述结晶装置内部的控温装置、位于所述结晶装置顶部的风机和位于所述结晶槽底部的籽晶槽，所述结晶槽位于所述结晶装置的内部，所述控温装置位于所述结晶槽的四周。
[0008]优选的，所述籽晶槽为球体、长方体或椎体中的一种。
[0009]优选的，所述风机为洁净过滤风机。
[0010]优选的，所述控温装置包括位于结晶槽四周的冷热循环管和热传导介质。
[0011]优选的，所述热传导介质为水、油或水溶性醇中的一种或几种。
[0012]优选的，所述结晶槽的纵切面为弧线。
[0013]优选的，所述弧线为最速降线。
[0014]与现有技术相比，本实用新型提供的一种镓提纯结晶系统，包括结晶装置，结晶槽，冷热交换装置，位于所述结晶装置内部的控温装置、位于所述结晶装置顶部的风机和位于所述结晶槽底部的籽晶槽，所述结晶槽位于所述结晶装置的内部，所述温控装置位于所述结晶槽的四周。
[0015]位于结晶装置顶部的风机，有利于风向对流，以使得结晶装置内部温度保持均匀；位于所述结晶装置内部的控温装置能够精确控制结晶装置的问题，有利于镓液温度梯度和镓液面温度的控制，使得镓晶体能够在梯度温度变化过程中充分结晶；位于结晶槽底部的籽晶槽，更有利于结晶，使得结晶过程不会夹杂镓液。故本实用新型实施例能够减少结晶次数，有效提高镓的结晶效率和纯度，避免镓自发成核，避免结晶过程夹杂镓液。同时，可控性强，操作简易，便于大批量生产。
[0016]籽晶槽为球体、长方体或椎体中的一种，位于结晶槽的底部，能够有效提高结晶纯度，使得镓晶体不夹杂镓液。
[0017]风机为洁净过滤风机，能够使结晶装置内部空气对流均匀，有利于温度的控制，同时避免杂质的引入。
[0018]控温装置包括位于结晶槽四周的冷热循环管和热传导介质，热传导介质为水、油或水溶性醇中的一种或几种，通过热传导介质，减少冷热循环管的温度控制误差，精确控制结晶温度，有效提高镓的结晶效率和纯度。
[0019]结晶槽的纵切面为弧线，优选最速降线，以使得镓液能够以最快的速度达到籽晶槽，提高结晶效率的同时，减少杂质的混入。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型实施例提供的镓提纯结晶系统装置图。
【具体实施方式】
[0021]为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
[0022]本实用新型的目的在于提供一种镓提纯结晶系统，本实用新型提供的一种镓提纯结晶系统能控制结晶的环境氛围，控制结晶镓液的温度梯度，减少结晶次数，有效提高镓的结晶效率和纯度，避免镓自发成核，同时也可避免结晶过程夹杂镓液。
[0023]参见图1，图1为本实用新型实施例提供的镓提纯结晶系统装置图。
[0024]本实用新型提供了一种镓提纯结晶系统，包括:
[0025]结晶装置，结晶槽，冷热交换装置，位于所述结晶装置内部的控温装置、位于所述结晶装置顶部的风机和位于所述结晶槽底部的籽晶槽，所述结晶槽位于所述结晶装置的内部，所述温控装置位于所述结晶槽的四周。
[0026]将的籽晶镓镓液倒入籽晶槽中，满口为止；热传导介质填满结晶槽周围，将冷热循环管中通入冷液，使籽晶镓液凝固；将一定纯度镓液倒入结晶槽中，结晶槽的纵切面为最速降线；开启洁净过滤风机，保持风速0.5?lm/s ;开启控温系统，保持结晶氛围28?36°C，控制结晶槽水的温度20?28°C，进行结晶；结晶到达要求70?95%的比例后，把剩余镓液吸出，然后向冷热循环管中通入热液，加热热传导介质，使结晶的镓融化，吸出；冷却结晶，即可得到纯度较高的镓。
[0027]重复操作2?7次，结晶产品可达到高纯要求。
[0028]实施例1
[0029]参见图1所不嫁提纯结晶系统装置图。
[0030]1.将籽晶镓镓液倒入籽晶槽中，满口为止，其中籽晶槽为球形；
[0031]2.将冷热循环管中通入冷液，控制温度为22.5±2.5°C，使籽晶镓液凝固；
[0032]3.将4N镓液倒入结晶槽中，结晶槽的纵切面最速降线，开启万级过滤器，保持风速0.5m/s ;开启控温系统，保持结晶氛围30°C，控制结晶槽水的温度22°C，进行结晶；
[0033]4.结晶到达要求90 %的比例后，把剩余镓液吸出，冷热循环管中通入热液，使结晶的嫁融化，吸出；
[0034]5.重复I?4操作3次结晶产品达到高纯要求。
[0035]镓晶体的纯度为7N。
[0036]实施例2
[0037]1.将籽晶镓镓液倒入籽晶槽中，满口为止，籽晶槽为立方体；
[0038]2.将冷热循环管中通入冷液，控制温度为22.5±2.5°C，使籽晶镓液凝固；
[0039]3.将4N镓液倒入结晶槽中，结晶槽的纵切面最速降线，开启万级过滤器，保持风速lm/s ;开启控温系统，保持结晶氛围33°C，控制结晶槽水的温度25°C，进行结晶；
[0040]4.结晶到达要求85%的比例后，把剩余镓液吸出，冷热循环管中通入热液，使结晶的嫁融化，吸出；
[0041]5.重复I?4操作2次结晶产品达到高纯要求。
[0042]镓晶体的纯度为6N。
[0043]实施例3
[0044]1.将籽晶镓镓液倒入籽晶槽中，满口为止，籽晶槽为球形；
[0045]2.将冷热循环管中通入冷液，控制温度为22.5±2.5°C，使籽晶镓液凝固；
[0046]3.将4N镓液倒入结晶槽中，结晶槽的纵切面最速降线，开启过滤风机万级过滤器，保持风速0.8m/s ;开启控温系统，保持结晶氛围35°C，控制结晶槽水的温度27°C，进行结晶;
[0047]4.结晶到达要求90%的比例后，把剩余镓液吸出，冷热循环管中通入热液，使结晶的嫁融化，吸出；
[0048]5.重复I?4操作3次结晶产品达到高纯要求。
[0049]镓晶体的纯度为7N。
【主权项】
1.一种镓提纯结晶系统，包括: 结晶装置、结晶槽和冷热交换装置，其特征在于，还包括位于所述结晶装置内部的控温装置、位于所述结晶装置顶部的风机和位于所述结晶槽底部的籽晶槽，所述结晶槽位于所述结晶装置的内部，所述控温装置位于所述结晶槽的四周。2.根据权利要求1所述的镓提纯结晶系统，其特征在于，所述籽晶槽为球体、长方体或椎体中的一种。3.根据权利要求1所述的镓提纯结晶系统，其特征在于，所述风机为洁净过滤风机。4.根据权利要求1所述的镓提纯结晶系统，其特征在于，所述控温装置包括位于结晶槽四周的冷热循环管和热传导介质。5.根据权利要求4所述的镓提纯结晶系统，其特征在于，所述热传导介质为水、油或水溶性醇中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的镓提纯结晶系统，其特征在于，所述结晶槽的纵切面为曲线。7.根据权利要求6所述的镓提纯结晶系统，其特征在于，所述曲线为最速降线。
【专利摘要】本实用新型涉及化学领域，尤其涉及一种镓提纯结晶系统。本实用新型提供的一种镓提纯结晶系统，包括：结晶装置、结晶槽和冷热交换装置，还包括位于所述结晶装置内部的控温装置、位于所述结晶装置顶部的风机和位于所述结晶槽底部的籽晶槽，所述结晶槽位于所述结晶装置的内部，所述温控装置位于所述结晶槽的四周。本实用新型提供的一种镓提纯结晶系统能控制结晶的环境氛围，控制结晶镓液的温度梯度，减少结晶次数，有效提高镓的结晶效率和纯度，避免镓自发成核，同时也可避免结晶过程夹杂镓液。
【IPC分类】C22B58/00
【公开号】CN204661809
【申请号】CN201520128179
【发明人】文崇斌, 朱刘, 童培云, 胡智向, 何志达
【申请人】广东先导稀材股份有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年3月5日