一种大型铜锭提纯方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111254291A(43)申请公布日2020.06.09(21)申请号202010214716.7(22)申请日2020.03.24(71)申请人山西中电科新能源技术有限公司地址030032山西省太原市小店区综改示范区太原唐槐园区唐槐路5号(72)发明人张军彦周社柱冯光志田东龙吴忠举刘晓鹏侯宏瑾林洁(74)专利代理机构太原高欣科创专利代理事务所(普通合伙)14109代理人崔雪花冷锦超(51)Int.Cl.C22B15/14(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种大型铜锭提纯方法及装置(57)摘要本发明公开了一种大型铜锭提纯方法及装置，属于金属纯化工艺技术领域；解决大型铜锭的高纯纯化问题，包括由上下炉壳扣合组成炉体和冷却系统，上下炉壳可打开，炉体内设置有热场和支撑系统，隔热笼、底部顶部保温层和加热装置形成热场；支撑系统设置在热场内，支撑构件的另一端穿过底保温层与炉体底部固定连接，冷却系统设置在支撑台内部，隔热笼与上炉壳固定连接，底保温层通过支撑构件与下炉壳固定连接；冷却系统外接冷却介质通过对支撑台降温间接对待纯化结晶铜锭进行结晶提纯；底保温层与支撑台以及内保温层之间存有间隙；本发明通过建立可控的热场温度梯度，实现铜锭定向匀速生长；通过坩埚材料选择、结构设计，实现铜锭大尺寸制备。CN111254291ACN111254291A权利要求书1/1页1.一种大型铜锭提纯装置，其特征在于，包括炉体和冷却系统，所述炉体内设置有热场和支撑系统，所述热场包括隔热保温结构和设置在隔热保温结构中的加热装置，所述隔热保温结构包括隔热笼、设置在隔热笼底部的底保温层、设置在隔热笼内的顶保温层；所述支撑系统包括支撑台、围绕支撑台设置的内保温层，以及一端固定连接在支撑台底部的支撑构件，所述支撑系统设置在热场内，支撑构件的另一端穿过底保温层与炉体底部固定连接，所述冷却系统设置在支撑台内部，冷却系统外接冷却介质通过对支撑台降温间接对待纯化结晶铜锭进行结晶提纯；所述炉体由上炉壳和下炉壳扣合组成，上炉壳或下炉壳在外部动作机构的牵引下可沿垂直轴线分离打开，所述隔热笼与上炉壳固定连接，所述底保温层通过支撑构件与下炉壳固定连接，底保温层与支撑台以及内保温层之间存有间隙。2.根据权利要求1所述的一种大型铜锭提纯装置，其特征在于，所述的底保温层为上下双层结构，下部的保温结构两端长出上部的保温结构形成阶梯状边缘，隔热笼两侧底部为与底保温层相契合的阶梯状，用于隔热笼与底保温层扣合时形成密封结构。3.根据权利要求1所述的一种大型铜锭提纯装置，其特征在于，顶保温层固定设置在隔热笼内，并与隔热笼两侧壁形成间隙。4.根据权利要求1所述的一种大型铜锭提纯装置，其特征在于，所述隔热笼的侧壁设置有内外多层保温结构，且相邻的内外两层保温结构的接缝位置相错。5.根据权利要求1所述的一种大型铜锭提纯装置，其特征在于，所述的支撑台为石墨支撑台，石墨支撑台为两侧设有缺口的凸字形结构，凸字形结构的上部用于上料；上料之后石墨支撑台两侧缺口使用石墨毡进行填充。6.根据权利要求1所述的一种大型铜锭提纯装置，其特征在于，所述支撑构件包括多个底托和固定设置在底托内的空心支撑柱，所述底托与下炉壳内底部固定连接，所述支撑台底部设置有与空心支撑柱相对应的孔道，所述空心支撑柱上部伸入所述孔道内与支撑台相连接。7.根据权利要求6所述的一种大型铜锭提纯装置，其特征在于，所述冷却系统包括冷却介质进管、冷却介质出管和冷却介质泵体，所述冷却介质进管的出口端依次穿过下炉壳和底托的底部伸进空心支撑柱内至空心支撑柱顶部，并与空心支撑柱顶部内侧形成间隙；所述底托的底部设置有多个通孔，冷却介质出管与底托底部相连接。8.根据权利要求6或7所述的一种大型铜锭提纯装置，其特征在于，所述空心支撑柱与低保温层连接处设置有支撑石墨片。9.一种采用如权利要求1-7任意一项所述提纯装置提纯大型铜锭的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）铜料熔化阶段：将铜料放入支撑台上的坩埚内，使用加热器加热对铜料进行加热熔化；2）熔化结束后，将冷却介质通入支撑台内部，使支撑台整体降温，从而使坩埚底部进行降温，同时根据温度梯度的要求将上炉壳或下炉壳移动打卡炉体，使隔热笼内部的热量从隔热笼底部释放，进一步降低隔热笼内的温度，使铜料从底部至上部逐渐结晶纯化；3）完成初始形核之后，降低冷却介质流量，直至冷却结束。10.根据权利要求9所述的一种大型铜锭提纯方法，其特征在于，所述的冷却介质为液氮。2CN111254291A说明书1/4页一种大型铜锭提纯方法及装置技术领域[0001]本发明属于金属纯化工艺技术领域，具体为一种大型铜锭提纯方法及装置。背景技术[0002]高纯铜（即铜的