[发明专利]一种半连续制备不同纯度高纯镁的设备及方法

说明书

本发明适用于高纯金属材料制备领域，提供了一种半连续制备不同纯度高纯镁的设备及方法，包括反应箱、温度控制系统及压强控制系统，所述压强控制系统接入反应箱内，控制反应箱内的压强，所述反应仓的一侧连接有进料系统，所述反应箱包括并排设置的至少三个连通的反应仓，所述反应仓的顶面和底面设置有发热体，且每个反应仓的上方均设置有冷凝器，相邻的料仓之间设置有隔热板，所述隔热板的下半部分设置有通道；所述温度控制系统接入每个反应仓，控制每个反应仓内的温度。本发明解决了现有技术中高纯镁的制备过程复杂、不能实现连续化生产、所需成本高，且所制得的镁纯度仍不能满足高科技技术领域要求的技术问题。

技术领域

本发明属于高纯金属材料制备领域，尤其涉及一种半连续制备不同纯度高纯镁的设备及方法。

背景技术

镁是最轻的金属结构材料，密度为1.74g/cm³，仅相当于铝的2/3，钢的1/4。镁及其合金还具有比强度和比刚度高、导热导电性好、阻尼减震性好、电磁屏蔽能力强、易于加工成型、易于回收、生物相容性好等优点，因而被誉为“21世纪绿色工程材料”和“革命性医用金属材料”。镁及其合金可广泛应用于汽车、航空航天、轨道交通、电子通讯、国防科技和临床医疗等领域。高纯金属镁又是半导体、电子工业重要的基础原材料，可应用于制备多种化合物半导体晶体、外延片、发光二极管、感光材料、电容器材料、镀膜靶材、整流元器件及晶体管等多种电子器件和半导体器件。高纯镁也被大量用于还原制备多种高纯金属，如钛、锆、铪、铀、铍等。

我国镁资源储量丰富，原镁产量多年来居世界第一，但用于生产高性能合金、半导体、电子元件、镀膜靶材、医用材料等领域所用高纯镁生产技术仍不能满足发展需求。现有大量研究表明，镁及其合金中的杂质含量会对镁材的抗腐蚀能力、晶粒细化、生物降解速率、挤压性能等方面具有重大不利影响。因而开发一种高效且短流程的高纯镁制备方法具有十分重要的意义。

现有技术中公开了专利号为201210128686.3的一种金属镁真空精炼提纯的方法，通过真空蒸馏碳热还原氧化镁的冷凝物，可提纯粗镁。专利号为201721377745.5的专利公开了一种高纯镁半连续生产方法及装置，该方法及装置实现了连续进料，提高了生产效率，但其主要针对粗镁提纯和含镁混合金属的回收，难以实现高纯和超高纯镁的同时制取。其他工业上制备高纯金属镁所使用的设备通常需要过滤装置、重复蒸馏，或者增加添加剂，不仅制备过程复杂、所需成本高，且所制得的镁纯度仍不能满足高科技技术领域的要求，因此，短流程、高效率、连续化的超高纯金属镁制备方法和设备有待于进一步发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半连续制备不同纯度高纯镁的设备及方法，解决了现有技术中高纯镁的制备过程复杂、不能实现连续化生产、所需成本高，且所制得的镁纯度仍不能满足高科技技术领域的要求的技术问题。

基于上述技术问题，本发明提出了一种半连续制备不同纯度高纯镁的设备，包括反应箱、温度控制系统及压强控制系统，所述压强控制系统接入反应箱内，控制反应箱内的压强，所述反应箱的一侧连接有进料系统，所述反应箱包括并排设置的至少三个连通的反应仓，所述反应仓的顶面和底面设置有发热体，且每个反应仓的上方均设置有冷凝器，相邻的料仓之间设置有隔热板，所述隔热板的下半部分设置有通道；所述温度控制系统接入每个反应仓，控制每个反应仓内的温度；

优选的，所述温度控制系统中设有测温热电偶，用于测量各反应仓的实时温度于显示器上显示，并将温度传递给温度控制系统以实现各反应仓温度的自动控制。

进一步的，所述冷凝器的顶部设置有可开闭气孔，用于平衡冷凝器内的气压，便于冷凝器集满冷凝物后从反应仓上取下，冷凝器与反应仓的连接处设置有耐高温阀门。

进一步的，所述反应仓设置有4个，分别为1号反应仓、2号反应仓、3号反应仓及4号反应仓，所述1号反应仓与所述进料系统连接，所述4号反应仓连接有杂质收集器；