一種有色金屬真空電磁懸浮蒸餾精煉方法及設備技術

一種有色金屬真空電磁懸浮蒸餾精煉方法及設備。涉及一種電磁冶金及有色金屬真空蒸餾精煉及提純技術。目的是提高有色金屬粗金屬或合金或化合物電磁懸浮真空蒸餾或還原蒸餾精煉產物的純凈度、冶煉效率，降低成本。一種有色金屬真空電磁懸浮蒸餾精煉方法，其特殊之處是：利用電磁感應懸浮線圈產生的電磁懸浮力及攪拌作用，對有色金屬物料進行處于電磁懸浮狀態的加熱及攪拌作用并使其進行元素蒸餾過程。一種有色金屬真空電磁懸浮蒸餾裝置，由真空爐體，電磁感應線圈，坩堝，冷凝器，真空進料裝置等組成，其主要特征是：電磁感應線圈是電磁感應懸浮線圈，位于真空爐體的外面或里面；冷凝器位于真空爐體上部。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種有色金屬冶金技術，屬真空蒸餾和精煉及提純冶金技術。
技術介紹
鋯、鈦等有色金屬精煉需要達到高的純凈度，以利制備高性能鋯合金、鈦合金；現 有的精煉方法不能充分滿足需要，且成本高、效率不高。依據在一定溫度下各元素的蒸氣壓 差異和元素的揮發及冷凝轉變速度與溫度、真空度關系，采用真空蒸餾可將粗金屬、合金或 化合物中元素進行蒸餾或還原蒸餾分離、提純，并可獲得納米、微米級的粉粒。但是，產物可 能受到坩堝材料污染。利用電磁懸浮熔煉可使金屬被感應加熱并處于懸浮狀態進行熔煉， 避免了熔融金屬被坩堝材料接觸污染，有利于物料吸附之氣體的放出，提高冶金質量及效 率。但是，產品的純凈度有限。真空蒸餾冶金可獲得很高純凈度的金屬。尚未出現電磁懸 浮真空蒸餾精煉技術。目前，國內外所具有的有色金屬真空蒸餾和還原方法及設備有利用電阻加熱或 感應加熱等的各種蒸餾爐或還原爐；被蒸餾物料為液體或固體，物料均是非懸浮狀態的； 沒有被蒸餾物料在蒸餾過程中處于電磁懸浮狀態的。在冶煉過程中物料處于懸浮狀態 的有冷坩堝真空感應熔煉；最新發展的電磁懸浮真空熔煉技術，其物料是非懸浮的； 有一種電磁外感應真空蒸餾爐，其物料也是非懸浮的。目前，在真空冶金技術方面現沒有 真空電磁懸浮蒸餾的方法及設備。如果研究將有色金屬真空蒸餾和還原技術與電磁懸浮 熔煉技術科學地結合起來，創新發展一種電磁懸浮真空蒸餾和還原冶煉理論及方法是有重 要意義的。參考文獻戴永年，楊斌.有色金屬材料的真空冶金.冶金.北京冶金工業出版社， 2000.戴永年，楊斌.有色金屬真空冶金.冶金.北京冶金工業出版社，2009.李安國，饒先發，穆春發.真空冶金現狀及應用前景.世界有色金屬， 2009(7) 32-34.王永清，等.電磁懸浮熔煉技術的發展及其在金屬中氣體分析領域的應用 .冶金分析，2008，28 (11) 16-23羅文洲.ZL200520022513. 9，技術專利公告說明書.中華人民共和國知識 產權局，2006年6月30日.李安國饒先發廖春發.真空冶金現狀及應用前景.世界有色金屬， 2009(7) 32-3
技術實現思路
本專利技術目的提供一種有色金屬真空電磁懸浮蒸餾精煉方法及設備，以通過使物料處于電磁懸浮狀態進行真空蒸餾或還原蒸餾過程，顯著增大物料的表面積，從而顯著提高元素的揮發 速度，并使物料不與坩堝接觸受污染，提高有色金屬真空蒸餾及還原蒸餾冶煉產物的純凈 度，提高冶煉的效率、降低冶煉成本。本專利技術的技術解決方案一種有色金屬真空電磁懸浮蒸餾精煉方法，利用電磁感應懸浮線圈產生的磁懸浮 力及攪拌作用，對一定真空度和溫度的真空蒸餾爐中的有色金屬物料，進行感應加熱并使 其在處于電磁懸浮狀態及電磁攪拌運動中，進行元素蒸餾過程，元素或化合物蒸發的氣體 再于冷凝器中進行冷凝，達到對有色金屬物料進行精煉目的，其特殊之處是利用電磁感應 懸浮線圈產生的電磁懸浮力及攪拌作用，對有色金屬物料進行處于電磁懸浮狀態的加熱及 攪拌作用并使其進行元素蒸餾過程。根據上述技術解決方案，所述之物料可是能導電的粗金屬或合金或化合物與金屬 還原劑的混合物；物料可呈固態或液態。根據上述技術解決方案，所述之蒸餾可是直接蒸餾或還原蒸餾。一種有色金屬真空電磁懸浮蒸餾裝置，由真空爐體，抽真空裝置，可控高頻電源， 電磁感應線圈，穩定線圈，坩堝，冷凝器，真空計，測溫儀表，真空進料裝置，真空出料裝置等 組成，電磁感應線圈與坩堝同軸線或近似同軸線，坩堝位于真空爐體內，其特征是所述之 電磁感應線圈是電磁感應懸浮線圈；電磁感應懸浮線圈位于真空爐體的外面或里面并位于 所述之冷凝器的下方；所述之冷凝器位于所述之真空爐體的上部；所述之真空進料裝置的 下料管口之軸線于所述之電磁感應懸浮線圈的軸線重合或基本重合。根據上述技術解決方案，所述之電磁感應懸浮線圈可位于真空爐體的內部或外 部。根據上述技術解決方案，所述之電磁感應懸浮線圈可由多匝串聯的圓柱形或倒圓 錐形的懸浮線圈和位于其上方、電流方向與其相反、與其串聯的穩定線圈組成。根據上述技術解決方案，所述之電磁感應懸浮線圈的表面上可包覆耐高溫的、對 電絕緣但可導磁的覆層。根據上述技術解決方案，所述之坩堝位于所述之電磁感應懸浮線圈的內部時，可 采用導磁材料制造。根據上述技術解決方案，所述之坩堝位于所述之電磁感應懸浮線圈的內部時，可 采用冷坩堝。本專利技術的優點本專利技術的有色金屬真空電磁懸浮蒸餾精煉方法，將現有的有色金屬真空電磁懸浮 蒸餾精煉方法與電磁懸浮熔煉技術結合，發展了一種真空磁懸浮蒸餾和還原蒸餾精煉技 術，可望顯著提高有色金屬精煉、提純產物質量與效率和降低精煉成本。可使被蒸餾物料呈 電磁懸浮態加熱并進行攪拌，可顯著增大被蒸發物料的表面積，顯著加快元素蒸發速度；可 避免坩堝材料對物料的污染，獲得很高純凈度的金屬。所述之電磁懸浮真空蒸餾方法中的 特征技術部分，是現有的電磁懸浮真空熔煉方法與真空蒸餾方法的創造性結合，使物料在 足夠強的電磁感應作用下呈懸浮狀態加熱及攪拌并進行元素蒸餾或還原蒸餾揮發；所述之 電磁感應線圈的表面上包覆耐高溫的、對電絕緣但可導磁的覆層，可防止電磁感應線圈與 物料的導電蒸氣之間或與真空爐體之間產生放電。所述之電磁真空懸浮蒸餾裝置中的特征技術部分，實際是在現有電磁感應懸浮線圈、真空蒸餾爐體及冷凝器、真空進料管、坩堝技 術基礎上的創造性組合。本專利技術技術可提高鈦、鋯等難冶煉、提純金屬的冶煉純凈度、提高 冶煉效率、降低冶煉成本。附圖說明圖1是本專利技術之實施例一的電磁懸浮真空蒸餾裝置之特征技術部分設計方案示 意圖。其中1_真空爐殼；2-坩堝；3-電磁感應懸浮線圈之懸浮線圈；4-電磁感應懸浮線 圈之穩定線圈；5-真空進料裝置之下管。圖2是本專利技術之實施例二的電磁懸浮真空蒸餾精煉設備之特征技術部分設計方案示 意圖。其中7_真空爐體；8-坩堝；9-電磁感應懸浮線圈；10-電磁感應懸浮線圈；11-冷 凝器；12-真空進料裝置(下料管口)。圖3是本專利技術之實施例三的一種電磁懸浮真空蒸餾精煉設備之特征技術部分設計方 案示意圖。其中13_真空爐體；14-坩堝；15-電磁感應懸浮線圈；16-電磁感應懸浮線圈； 17-冷凝器；18-真空進料裝置之下料管口。具體實施例方式根據前述技術解決方案，本專利技術的實施方式可是在科研或生產中，針對待精煉、 提純的某種有色金屬粗金屬或合金物料，或待還原精煉的有色金屬化合物物料，在現有有 色金屬真空蒸餾及電磁懸浮真空熔煉的理論和設備及工藝技術基礎上，根據本專利技術的所述 電磁懸浮真空蒸餾方法及所述電磁懸浮真空蒸餾裝置的設計方案之特征技術，設計具體的 電磁懸浮真空蒸餾方法及工藝并設計制造一種電磁懸浮真空蒸餾裝置，經過試驗及修改設 計、制造后，即可實際應用于經過預處理的物料的電磁懸浮真空蒸餾或還原蒸餾精煉。所述 之電磁懸浮真空蒸餾方法中的非特征技術部分，依據現有的有色金屬真空蒸餾方法及工藝 和電磁懸浮真空熔煉方法及工藝，結合已有的相關有色金屬真空蒸餾及真空熔煉裝置，即 可選擇、設計；對于特征技術部分，是現有的電磁懸浮真空熔煉方法與真空蒸餾方法的創造 性結合，使物料在足夠強的電磁感應作用下呈懸浮狀態加熱及攪拌并進行元素蒸餾或還原 蒸餾揮發，然后，使揮發金屬氣體在對蒸發的金屬元素氣體本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種有色金屬真空電磁懸浮蒸餾精煉方法，利用電磁感應懸浮線圈產生的磁懸浮力及攪拌作用，對一定真空度和溫度的真空蒸餾爐中的有色金屬物料，進行感應加熱并使其在處于電磁懸浮狀態及電磁攪拌運動中，進行元素蒸餾過程，元素或化合物蒸發的氣體再于冷凝器中進行冷凝，達到對有色金屬物料進行精煉目的，其特征是：利用電磁感應懸浮線圈產生的電磁懸浮力及攪拌作用，對有色金屬物料進行處于電磁懸浮狀態的加熱及攪拌作用并使其進行元素蒸餾過程。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳明彪，李麗榮，陳明輝，陶有勝，童麗，劉文昌，楊慶祥，孔祥羽，
申請(專利權)人：陳靜，
類型：發明
國別省市：63[中國|青海]