一种硒真空熔炼设备专用出料装置的制作方法

本发明涉及一种硒熔炼设备中使用的专用出料装置，尤其是一种硒真空熔炼设备专用出料装置，属设备制造领域。

背景技术：

硒是一种重要的半导体材料，熔点为221℃，沸点为685℃。硒在地壳中的丰度仅为0.05～0.09mg/kg，自然界中尚未发现有经济价值的单独硒矿床，硒通常伴生在铜、铅、镍等金属硫化矿中。硒的主要来源是重金属硫化矿冶炼时产生的副产品，而铜电解阳极泥和铜硫化矿的冶炼烟尘产硒量约占硒总产量的90％，其余的来自于铅、钴、镍精炼产出的焙砂以及硫酸生产的酸泥和生产制浆的洗涤泥中回收。

国内外从铜电解阳极泥中提取硒的方法主要分为全湿法脱硒工艺，火法工艺工艺，以及火法-湿法相结合的工艺。在火法脱硒工艺中使用熔炼设备提纯硒，由于硒导热性差、熔化后成沥青状、粘稠度高，造成放料困难，通常采取从熔炼设备上方出料。硒熔炼设备一般是在有压条件下操作。如果采取从熔料装置上方出料的方式，由于高温下硒易氧化，出料时会产生大量硒蒸气，作业环境差，人工出料劳动强度大，不利于实现连续生产。

技术实现要素：

有鉴于此，本专利申请针对上述熔化后粘度高，导热性差，不易放料的硒物料提供一种硒真空熔炼设备专用出料装置，以解决该类物料放料困难问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种硒真空熔炼设备专用出料装置包括出料管(1)、定位架(2)、出料堵板(3)、冷却装置(4)和手柄(5)，其中出料管(1)的一端与硒真空熔炼设备的出料口直接相接，定位架(2)通过套接在出料管(1)另一端管壁外侧，出料堵板(3)通过定位架(2)连接后阻塞住出料管(1)的另一端出口处；出料堵板(3)板边沿部呈锥状，边沿呈锥状的出料堵板(3)的一圈锥形斜面边(31)，锥形斜面边(31)与出料管(1)出口处内壁之间有一事实上缝隙距离s，出料堵板(3)一面接有手柄(5)，手柄(5)通过定位架(2)的连接，实现出料堵板(3)的打开或者关闭；靠近手柄(5)的出料堵板(3)外侧面设有冷却装置(4)，冷却装置(4)用以对出料堵板(3)外侧表面进行冷却工作。

出料堵板(3)与出料管(1)同轴，且出料堵板(3)能覆盖住出料管(1)内壁边缘，所述缝隙距离s在1mm～4mm范围。

出料管(1)外壁包裹一层加热元件，加热元件外再包裹保温材料。

锥形斜面(31)存在一个夹角β，冷却装置及出料堵板采用导热性强的材料制成。

优选地，冷却装置(4)及出料堵板(3)都采用铜金属材料制成。

冷却装置(4)的内部呈中空结构，中空结构上部开有出水口、下部开有进水口，冷却装置(4)可通入冷却剂进行冷却。

冷却装置(4)采用循环水为冷却剂。

手柄(5)可通过丝杆、螺杆或者气动驱动方式，实现手柄对出料堵板的开、关操作。

本发明工作原理：硒能形成无定形和结晶形固体。无定形硒也叫“液态”硒，可分为粉状硒、玻璃体状硒和胶状硒，无定形硒没有固定的熔点。无定形硒在40℃～50℃就开始软化，在100℃可以流动，在220℃变成液态。液态硒熔化后，可长时间保持可塑状态。熔融硒溶液如果采用快速冷却能形成无定形玻璃态硒；如果硒溶液采用缓慢冷却方式，或快速冷却成玻璃态硒后再处于100～200℃之间，就会形成具有一定熔点的灰硒，灰硒是脆性的。

本发明利用硒熔体在快速冷却条件下，硒熔体会形成(变成)无定形的玻璃态硒，而无定形的玻璃态硒物料呈沥青状、粘稠度高的特点，这种玻璃态硒的软化温度低，既能用于真空密封用，又利于放料。本发明通过在接近出料堵板(3)外侧面设置冷却装置(4)，当熔融的硒溶液流动到出料堵板间隙s处时，被冷却装置(4)快速冷却形成无定形的玻璃态硒，在出料堵板(3)与出料管(1)之间间隙处会充满无定形玻璃态硒，无定形玻璃态硒自然让出料堵板(3)与出料管(1)之间间隙呈密闭状态。

出料管(1)内的硒溶液与出料堵板(3)处冷却的硒进行热交换，形成一定厚度的无定形硒，由于无定形的玻璃态硒在40℃～50℃就开始软化，利用此温度下玻璃态硒自身可塑性进行“自密封”。当熔炼设备运行时，关闭出料堵板(3)，打开冷却装置(4)并保持运行直至设备停止作业，出料堵板(3)和出料管(1)接触面均留有一定空隙s，当熔化后的硒熔体流入出料堵板(3)和出料管(1)之间空隙时，被快速冷却形成无定型的玻璃态硒，玻璃态硒自然让出料管和出料堵板密封连接，保证出料装置出口不漏气。

出料管(1)前端的硒熔体不断将热量传递给出料堵板(3)处玻璃态硒，而冷却装置(4)不断将出料堵板(3)处的硒进行冷却，通过不断的传热和冷却，保持出料管(1)和出料堵板(3)空隙处的硒熔体为玻璃态，从而保持整个出料装置的密封性。

当熔炼设备需要出料时，打开出料堵板(3)，打开出料管(1)前段设置的加热装置进行加热，通过物料间的热量传递将出料管前端的玻璃态硒液逐渐熔化，设备中的硒熔液自然流出。

本发明具有的优点：利用熔炼设备处理物料的性质密封出料堵板，并进行出料，解决了高粘度硒物料放料困难的问题，使操作人员从人工出料的操作中解脱；本发明出料装置结构简单，易于操作及维护；制造成本低。

附图说明

图1为本发明出料装置的结构示意图。

图2为图1本发明出料装置的局部剖示图。

图3是图2中a部位的局部放大图。

附图标记为：1—出料管；2—定位架；3—出料堵板；31—锥形斜面边；4—冷却装置；41—出水口；42—进水口；5—手柄；s—缝隙距离；β—锥形斜面边夹角。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

本发明一种硒真空熔炼设备出料装置包括出料管1、定位架2、出料堵板3、冷却装置4和手柄5。出料管1的一端与硒真空熔炼设备的出料口直接相接，定位架2通过套接在出料管1另一端管壁外侧。出料堵板3通过定位架2连接后阻塞住出料管1的另一端出口处。出料堵板3板边沿部呈锥状，边沿呈锥状的出料堵板3的一圈锥形斜面边31，锥形斜面边31与出料管1出口处内壁之间有一事实上缝隙距离s。出料堵板3一面接有手柄5，手柄5通过定位架2的连接实现出料堵板3的打开或者关闭。靠近手柄5的出料堵板3外侧面设有冷却装置4，冷却装置4用以对出料堵板3进行冷却工作。

出料堵板3和出料管1同轴，且出料堵板3能覆盖住出料管1内壁边缘，锥形斜面边31与出料管1出口处内壁之间存在4mm缝隙距离。锥形斜面31存在一个夹角β。

所述冷却装置4及出料堵板3采用铜金属材料制成。

所述冷却装置4为中空结构，中空结构上部开有出水口41、下部开有进水口42，内部可通入循环水进行冷却。

所述出料管1外包裹一层加热元件，加热元件外包裹保温材料。

所述手柄5通过螺杆进行驱动，实现对出料堵板3的开、关操作。

当熔炼设备运行时，关闭出料堵板3，打开冷却装置4并保持运行直至设备停止作业。出料堵板中的锥形斜面边31和出料管1出口处内壁之间存在4mm缝隙距离，当熔化后的硒熔体流入出料堵板3和出料管1之间缝隙距离s时，被冷却装置4快速冷却形成无定型玻璃态硒，玻璃态硒使出料管1和出料堵板3密封连接，保证出料装置不漏气。

出料管1前端的硒熔体会不断将热量传递给出料堵板3处玻璃态硒，所以冷却装置4需不断对出料堵板3处的硒物料进行水冷却，通过不断传热和冷却，让出料管1和出料堵板3之间空隙处温度保持在40℃～50℃范围，则让硒熔体保持为玻璃态，从而保证整个出料装置处于密封状态。

当熔炼设备需要出料时，打开出料堵板3，打开出料管1前段设置的加热装置进行加热，通过物料间的热量传递将出料管1前端的玻璃态硒液逐渐熔化，设备中的硒熔液自然流出。

本发明出料装置设定解决目前硒熔体因粘度大、易挥发、难导热而引起的放料难问题。