[发明专利]一种高纯锑生产竖式还原炉

说明书

技术领域

本发明属于半导体材料制备技术领域，具体地是涉及一种高纯锑生产竖式还原炉。

背景技术

高纯及超高纯5N-7N锑是一种重要的半导体材料。锑作为一种半金属，其本身即可以作为元素半导体材料，又可以和其它元素化合成为化合物半导体材料，其中有InSb Sb2S3 Sb2Te3 Sb2Se3 Ga2Sb3等等。它们广泛应用于红外材料、光电材料、热电材料、光敏材料、太阳能材料等、半导体薄膜(应用于可见光发光二极管、电路发光器件、光波导光电池、红外探测和可调试红外光激、激光二极管等方面有广阔的应用领域)。可制作红外可见光、高亮度LED、激光二极管LD、光放大器、光(电)探测器，、光伏电池、光(电)调制器、光阴极、光电集成电路、X(γ)射线探测器、滤波器、磁阻及霍尔元件、转移电器件、超高频滤波元件、转移电子器件。多年来高纯锑和超高纯锑的生产工艺主要是西门子法。该生产工艺是将工业级金属锑和氯气发生反应生成氯化锑。氯化锑再经过精馏提纯，得到高纯度氯化锑。高纯度的氯化锑再经过高温和氢气反应得到高纯锑。该生产工艺中主要生产设备之一是还原炉。还原炉的结构决定着高纯锑的生产效率，生产成本及产品的质量。

目前，在高纯锑生产中，还原工艺所采用的还原炉结构为卧式还原炉。该还原炉因结构的局限，其生产作业方式为间歇式作业。此种结构的还原炉存在以下缺点：1、生产无法连续进行，生产每进行一定周期，必须进行停炉，取产品的操作过程，使得生产无发连续进行。2、生产效率低，此种还原炉结构规格较小。由于结构的限制，导致设备的生产效率低。3、生产成本高，此种结构的还原炉的热效率低，并且氢气的反应效率低，氢气的损耗大；从而增加了电能损耗和氢气损耗，导致生产成本高。高纯锑还原技术工艺和还原炉结构，长期以来一直制约着高纯锑的生产工艺及技术的发展。

因此，本发明的发明人亟需构思一种新技术以改善其问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的还原炉生产无法连续进行且生产效率低、生产成本高等问题，特别提供了一种高纯锑生产竖式还原炉。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种高纯锑生产竖式还原炉，包括自上而下依次垂直设置的进料管、进料口、还原管、气液分离出料口，其中所述进料管嵌入所述进料口中，所述进料管通入的为三氯化锑原料，所述进料口与所述还原管导通；所述还原管为石英还原管或氧化铝还原管，其内置有还原盘管，所述还原管下方设有所述气液分离出料口。

所述还原管两侧分别设置有还原加热炉上段与还原加热炉下段，所述还原加热炉上段的顶端靠近所述进料口处；所述还原加热炉下段与所述还原加热炉上段连接，其底部靠近所述还原管的下端部。

优选地，还包括一设置在所述还原加热炉下段的下方的进气口，所述进气口通过气体管道与所述进料口导通，所述气体管道自下而上贯穿所述还原管，所述进气口通入的气体为氢气。

优选地，所述加热管还原管为圆柱状，其端口直径在50-200毫米之间，整体长度在500-3000毫米之间。

优选地，还包括一用于将三氯化锑破碎为雾状的液体雾化装置，其设置在所述进料口底部靠近所述还原加热炉上段处。

优选地，还包括一与所述还原管导通的出气口，其设置在所述进气口的上方，靠近所述还原管底部的侧端面处。

优选地，还包括一产品装料管，其设置在所述气液分离出料口的下方。

优选地，在所述气液分离出料口的端部安装有一气液分离器。

优选地，所述液体雾化装置为雾化挡板，所述雾化挡板倾斜设置在所述进料口的底部。

优选地，所述出气口为斜式出气口，所述出气口的外端口处所在的水平高度高于其与所述还原管导通处的连接口所在的水平高度，并且所述出气口的口径大于所述进气口的口径。

优选地，所述气液分离出料口为滴液口，产品经滴液口滴入所述产品装料管中。

采用上述技术方案，本发明至少包括如下有益效果：

本发明所述的高纯锑生产竖式还原炉，整体为竖式结构，采用两段加热方式。不仅可以大幅度增加了氢气和三氯化锑的反应效率，同时还能有效减少物料的损耗。即可以在保证连续生产的前提下提高生产效率、降低生产成本，具有较好的市场应用前景。

附图说明

图1为本发明所述的高纯锑生产竖式还原炉的结构示意图。