专利名称：一种稀有金属碘化提纯反应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于金属提纯装置技术领域，特别涉及一种稀有金属碘化提纯反应装置。
背景技术：
碘化提纯原理是在真空密闭容器中，碘在较低温度下与被提纯金属发生反应，生成挥发性碘化物，这些碘化物在较高温度的母丝上离解成金属和碘，金属沉积在炽热母丝上，使母丝长大，而碘返回原料区继续与原料金属反应，过程反复进行。实现过程的关键是要有一个高真空环境，且碘的消耗较少，能不断的参与碘化反应。在符合这样要求的环境中，四碘化物的生成与分解不易带入氧化物杂质，最终的产品-碘化棒不会氧化变脆，纯度较高。这是由稀有金属碘化提纯反应装置实现的。因此，为保证碘化提纯反应的高效进行，必须将碘化过程中的真空漏率、碘蒸气的逃逸控制在较低的范围之内，保证碘的高效利用。而现有的碘化提纯设备多采用多级轴向密封与螺钉禁锢的组合，由于接口多，易使安装过程中受力不均而漏气，使所得产品氧化。同时设备接合处较多，漏率难以保证，且查漏工序繁复困难，大大降低了生产效率。为简化碘化提纯反应装置，降低真空度漏率，提高碘的利用效率，特设计此稀有金属碘化提纯反应
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实用新型内容
本实用新型提供的一种稀有金属碘化提纯反应装置，该装置包括罐盖和反应罐两个部分，其中罐盖主要包括加碘瓶、主管道、电极底座、铜电极和水冷套，加碘瓶通过波纹管和真空球阀与主管道连通，真空系统通过真空蝶阀与主管道连通。铜电极通过卡套与电极底座螺纹连接，其中设有两个聚四氟乙烯绝缘垫，用于保证铜电极与电极底座及卡套三者之间的绝缘；并设有两个密封圈，实现铜电极的轴向密封。铜电极上端连接循环冷却水系统以及铜牌，铜牌的作用在于连接电源，为电极提供适当的电流电压。循环水系统作用在于冷却工作电极。铜电极下端连接工作电极，并设有绝缘陶瓷环，保证铜电极和电极底座之间绝缘。绝缘陶瓷环阻断高温碘蒸气的向上逃逸，保证密封圈在高温下的正常工作，同时增加了碘的利用效率，绝缘陶瓷环、密封圈与绝缘垫形成对铜电极的三重定位，保证铜电极竖直，避免碘化反应时电极接触罐盖而短路。在主管道靠近下端处设有水冷套用以冷却主管道，当反应罐内部碘化反应进行时，向上挥发的碘将会在水冷套处凝结，形成“碘堵”，保护主管道上段免受高温碘蒸气的腐蚀，同时使得在此处遇冷凝结的碘不断的回到反应罐中继续参加反应，提高碘的利用效率。加碘瓶材料选用不锈钢，以卡箍与波纹管相连，与现有玻璃碘瓶比较，不锈钢加碘瓶结实耐用，不易发生破碎的危险，同时以波纹管代替橡胶管，加碘迅速，管道不会堵塞。主管道一端连接加碘瓶，一端连接真空系统，具备加碘和抽真空的双重作用，相比现有的多级轴向密封与螺钉紧固的组合，本装置结构更加简单，拆装更为方便，且具有极低的真空漏率。碘化过程中，关闭真空球阀，真空蝶阀，则主管道和罐盖，反应罐组成没有接合处的封闭环境，大大降低了真空度泄漏的可能性。另外，以主管道水冷套代替以前技术的“钥堵”，防止了碘在钥堵处的遇冷凝聚，增加了碘的利用效率，简化了设备结构。铜电极如图2所示，与现有技术比较，用卡套代替了螺钉紧固电极和密封圈，使得电极受力均匀，保证了电极位置竖直，碘化时不与罐盖接触而发生短路。同时，以卡套代替螺钉紧固，节省了罐盖上的空间位置，简化了设备结构。而且，采用双绝缘密封垫，密封圈的组合形式，对铜电极形成了稳定的三重定位，增强了电极连接处的气密性以及电极与罐盖有效绝缘。真空系统通过真空蝶阀与主管道连通，当碘化反应罐罐内真空度达到所需程度时，打开真空球阀，使加碘瓶通过主管道与真空系统相连，当真空度再次达到所需要求时，关闭真空球阀，即完成了加碘瓶的抽真空过程。加热反应罐及母丝，对原料和母丝进行除气，当除气结束，反应罐内真空度稳定维持在所需程度时，即完成了抽真空过程。本实用新型提供的稀有金属碘化提纯反应装置，在现有装备的基础上，极大地简化了设备结构、降低了真空漏率、提高了碘的利用效率，可以充分有效地使碘化反应在所需的高真空度下进行，提高了生产效率。本装置具有结构简单、材料廉价、真空漏率低、易于更换制作的特点。本实用新型反应装置真空漏率低，碘消耗量少，操作简单，提高了碘化生产效率，解决了关键技术性问题。
图1是稀有金属碘化提纯反应装置；图2是铜电极装配示意图；图中标号:1-加碘瓶；2_波纹管；3_真空球阀；4_真空蝶阀；5_主管道；6_循环冷却水进水口 循环冷却水出水口 ；8_铜牌；9-绝缘环；10-卡套；11-密封圈；12-铜电极；13-电极底座；14-罐盖水冷套；15-罐盖法兰；16-绝缘陶瓷环；17-工作电极；18_母丝；19_隔料栅；20_反应罐；21_热电偶；22_主管道水冷套
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。一种稀有金属碘化提纯反应装置，该装置包括罐盖和反应罐两个部分，其中罐盖主要包括加碘瓶1、主管道5、电极底座13、铜电极12和水冷套22，加碘瓶I通过波纹管2和真空球阀3与主管道5连通，真空系统通过真空蝶阀4与主管道5连通。铜电极12通过卡套10与电极底座13螺纹连接，其中设有两个聚四氟乙烯绝缘垫9，用于保证铜电极12与电极底座13及卡套10三者之间的绝缘；并设有两个密封圈11，实现铜电极12的轴向密封。铜电极12上端连接循环冷却水系统以及铜牌8，铜牌8的作用在于连接电源，为电极提供适当的电流电压。循环水系统作用在于冷却工作电极17。铜电极12下端连接工作电极17，并设有绝缘陶瓷环16，保证铜电极12和电极底座13之间绝缘。绝缘陶瓷环16阻断高温碘蒸气的向上逃逸，保证密封圈11在高温下的正常工作，同时增加了碘的利用效率，绝缘陶瓷环16、密封圈11与绝缘垫9形成对铜电极12的三重定位，保证铜电极12竖直，避免碘化反应时电极接触罐盖15而短路。在主管道5靠近下端处设有水冷套22用以冷却主管道5，当反应罐内部碘化反应进行时，向上挥发的碘蒸气将会在水冷套22处凝结，形成“碘堵”，保护主管道5上段免受高温碘蒸气的腐蚀，同时使得在此处遇冷凝结的碘不断的回到反应罐中继续参加反应，提高碘的利用效率。加碘瓶I材料选用不锈钢，以卡箍与波纹管相连，与现有玻璃碘瓶比较，不锈钢加碘瓶I结实耐用，不易发生破碎的危险，同时以波纹管2代替橡胶管，加碘迅速，管道不会堵塞。此实用新型反应装置真空漏率低，碘消耗量少，操作简单，提高了碘化生产效率，解决了关键技术性问题。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求1.种稀有金属碘化提纯反应装置，其特征在于:该装置包括罐盖和反应罐两个部分，其中罐盖主要包括加碘瓶(I)、主管道(5)、电极底座(13)、铜电极(12)和水冷套(22)，加碘瓶(I)通过波纹管(2)和真空球阀(3)与主管道(5)连通，真空系统通过真空蝶阀(4)与主管道(5)连通。
2.据权利要求1所述的装置，其特征在于:铜电极(12)通过卡套(10)与电极底座(13)螺纹连接，其中设有两个聚四氟乙烯绝缘垫(9)，用于保证铜电极(12)与电极底座(13)及卡套(10)三者之间的绝缘；并设有两个密封圈(11)，实现铜电极(12)的轴向密封。
3.据权利要求2所述的装置，其特征在于:铜电极(12)上端连接循环冷却水系统以及铜牌(8)，铜牌(8)的作用在于连接电源，循环水系统作用在于冷却工作电极(17)，铜电极(12)下端连接工作电极(17)，并设有绝缘陶瓷环(16)，保证铜电极(12)和电极底座(13)之间绝缘，绝缘陶瓷环(16 )、密封圈(11)与绝缘垫(9 )形成对铜电极(12 )的三重定位，保证铜电极(12)竖直。
4.据权利要求1所述的装置，其特征在于:在主管道(5)靠近下端处设有水冷套(22)用以冷却主管道(5)。
5.据权利要求1所述的装置，其特征在于:加碘瓶(I)材料选用不锈钢，以卡箍与波纹管相连。
专利摘要本实用新型公开了属于金属提纯装置技术领域的一种稀有金属碘化提纯反应装置。该装置包括罐盖和反应罐两个部分，其中罐盖主要包括加碘瓶、主管道、电极底座、铜电极和水冷套，加碘瓶通过波纹管和真空球阀与主管道连通，真空系统通过真空蝶阀与主管道连通。铜电极通过卡套与电极底座螺纹连接，在主管道靠近下端处设有水冷套用以冷却主管道。本实用新型提供的稀有金属碘化提纯反应装置，在现有装备的基础上，极大地简化了设备结构、降低了真空漏率、提高了碘的利用效率，可以充分有效地使碘化反应在所需的高真空度下进行，提高了生产效率。本装置具有结构简单、材料廉价、真空漏率低、易于更换制作的特点。
文档编号C22B9/04GK202925073SQ20122059404
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者尹延西, 田丽森, 胡志方, 江洪林, 罗远辉, 王力军 申请人:北京有色金属研究总院