ВАКУУМНЫЙ АППАРАТ Российский патент 1999 года по МПК C22B58/00 C22B9/04 C22B7/00 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к аппаратам рафинирования цветных металлов.

Известен и принят за прототип (авт. св. SU 490851, кл. C 22 B 9/04, 1976), вакуумный аппарат, содержащий вакуумную камеру с вакуум-проводом, внутри которой установлена колонна испарительных тарелей, нагреватель, экраны, конденсатор.

Недостатком аппарата является недостаточная производительность аппарата из-за неэффективного использования тепла.

Технический результат - снижение расхода энергии и повышение производительности аппарата.

Технический результат достигается тем, что испарительная тарель выполнена в виде контейнера, надетого на нагреватель, экраны герметично закрыты крышками, а конденсатор выполнен в виде спирали водоохлаждаемых труб. Причем контейнер, в который вставлена насадка со спиральной полкой, выполнен в днище с каналом перетока, соединенным с герметичным сборником галлия.

На чертеже изображен общий вид аппарата.

Аппарат содержит вакуумную камеру 1 с вакуум-проводом 2, разрезной цилиндрический нагреватель 3 токоподводом 4. Коаксиально нагревателю на подине 5 установлен контейнер 7 с крышкой 8. Снаружи контейнера 7 концентрично установлены цилиндрические экраны 9. Экраны 9 накрыты крышками 10. Контейнер 7 накрыт конденсатором 11 в виде спирали водоохлаждаемых труб. В днище контейнер 7 соединен каналом 12 перетока с герметичным сборником 13. Вакуум-провод снабжен спиральной водоохлаждаемой ловушкой 14. В контейнер вставляется насадка 15 со спиральной полкой 16 с углом наклона спирали 4 - 20^o .

Вакуумный аппарат работает следующим образом:
Твердые куски арсенида галлия загружают в контейнер 7 и помещают вовнутрь камеры 1, соединенной с вакуум-проводом 2. Материал в контейнере 7 прогревается до 1100 - 1250^oC с помощью разрезного графитового нагревателя 3, помещенного по оси контейнера 7. Арсенид галлия в контейнере разлагается, мышьяк испаряется, диффундирует и конденсируется на конденсаторе 11, а галлий выводится через канал перетока 12 в герметичный сборник 13.

В контейнер 7 вставляется насадка со спиральной полкой 16, на которую по всей высоте насыпаются твердые отходы. По мере испарения мышьяка, арсенид галлия разлагается и освободившийся галлий c содержанием менее 0,2% мышьяка перетекает по кристаллам отходов арсенида галлия по наклонной спиральной поверхности полки 16 насадки 15 вниз до канала перетока 12, а неразложившиеся куски остаются на месте на полках 16, сохраняя высокую поверхность испарения. Так как контейнер прикрыт конденсатором из спирали водоохлаждаемых труб, то это обеспечивает селективный поток мышьяка на конденсатор 11, предотвращая конденсирование его на экраны 9 и корпус 1. Остатки мышьяка конденсируются на водоохлаждаемой ловушке 14. Из исходного материала с 67% мышьяка получается галлий с содержанием 0,2% мышьяка и металлический мышьяк с содержанием галлия 0,1%.

По сравнению с применяемым и принятым за прототип предлагаемый аппарат позволяет перерабатывать твердые кусковые материалы с производительностью на 40 - 60% выше и тем самым с меньшими удельными затратами электроэнергии.

Изобретение касается переработки вторичного галлиевого сырья и относится, в частности, к вакуумному аппарату для разложения вторичного галлиевого сырья, включающему вакуумную камеру, внутри которой по оси размещен нагреватель, на подине установлены испарительная тарель, экраны и конденсатор. При этом испарительная тарель выполнена в виде контейнера, надетого на нагреватель, экраны герметично закрыты крышками, а конденсатор выполнен в виде спирали водоохлаждаемых труб, причем контейнер, в который вставлена насадка со спиральной полкой, выполнен в днище с каналом перетока, соединенным с герметичным сборником галлия. Аппарат позволяет снизить расход энергии, повысить производительность процесса. 1 ил.

Вакуумный аппарат для разложения вторичного галлиевого сырья, состоящий из вакуумной камеры, внутри которой по оси размещен нагреватель, на подине установлены испарительная тарель, экраны, конденсатор, отличающийся тем, что испарительная тарель выполнена в виде контейнера, надетого на нагреватель, экраны герметично закрыты крышками, а конденсатор выполнен в виде спирали водоохлаждаемых труб, причем контейнер, в который вставлена насадка со спиральной полкой, выполнен в днище с каналом перетока, соединенным с герметичным сборником галлия.