[其他]共晶型合金連續螺旋結晶—溶析復合體

無效

• 申請號: 85203570
• 申請日: 1985-08-22
• 公開（公告）號: CN85203570U
• 公開（公告）日: 1986-07-23
• 發明（設計）人: 李夢庚
• 申請（專利權）人: 昆明工學院科研處
• 主分類號: C22B9/02
• 分類號: C22B9/02;C22B13/10;C22C3/00
• 代理公司: 云南省專利事務所
• 代理人: 程韻波

這是一種對有色金屬共晶合金分離提純的精煉設備。

用結晶機除去錫合金中的鉛、鉍等雜質，得到精錫和焊錫產品。該法存在處理周期長、熱效率低、耗油大、產品質量差等缺點，而且僅限于處理錫基合金。本實用新型是適合于共晶型有色金屬二元系、三元系的分離設備。

鉛基合金（含鉛75～90％、含錫25～10％）在183℃至327℃溫度范圍內，對液態合金進行冷卻時含鉛更高的晶體結晶出來，產生的新液體含鉛量降低，對晶體進行加熱，析出的新液體含鉛量再降低，而新晶體含鉛量更增加。隨著溫度不斷下降，液體中含鉛量也不斷下降，當溫度降至183℃時得到焊錫共晶。隨著對晶體加熱溫度的不斷升高，新產生的晶體含鉛量不斷升高。當溫度升至327℃時得到的晶體就是精鉛。結晶－－熔析原理見圖1。

在圖1中，某一成分的鉛基合金x，對液體冷卻降溫時，當溫度由t分別降至t′、t″、t″′……時，液體含鉛量從B分別降至B′、B″、B″′、……對晶體加熱當溫度從t分別上升到t₁、t₂、t₃……時，晶體含鉛量從D分別上升到D₁、D₂、D₃……。

創造一種條件，使晶體和液體能隨時分離，并同時將晶體升溫和液體降溫，來實現這一精煉過程是本實用新型的技術關健。

根據上述原理設計的一套連續螺旋結晶——熔析復合體。其是由一個鋼制垂直密閉圓筒和一個鋼制傾斜圓槽串聯組成，垂直筒長3～5米，內徑為150～300毫米，外有一鋼制中空夾層為空氣通道，內筒中心裝有螺旋器。傾斜槽長3～5米，內直徑150～300毫米，沿槽長方向開一60度的扇形槽。其外也有一通空氣的夾層（結構示意見圖2）。

把液態鉛基合金加入垂直筒內讓冷空氣從入口5通入上部夾層內，對液體進行冷卻，冷卻空氣經出口6排出。這時液體因冷卻而在筒壁周圍結晶，靠已經開動的螺旋機葉片的轉動將鉛晶刮下而落入內筒的下部，所得的晶體中鉛含量增加，液體中鉛含量降低。這就是連續結晶過程。當溫度降至183℃時得到焊錫共晶從出口7排出。與此同時將400～500℃溫度的熱氣體從入口8通入下部夾層，對直筒內下部晶體加熱。析出的液體含鉛量減少，結晶則含鉛量更高。加熱空氣從出口9排出。生成的液化尾鉛用虹吸管10吸入傾斜槽內進行細的結晶——熔析過程。

在傾斜槽內與和垂直筒內相同的原理和工藝條件進行結晶－－熔析過程。生成的精鉛從傾斜槽的尾部出口11排出，鉛基合金從槽頭部12返回垂直筒再處理。

本實用新型的技術關鍵還在于利用空氣為載熱體和傳熱介質。改變了電加熱的不均勻和能耗大的狀況，強化了精煉過程，降低了能耗。

在某廠我們用本復合體處理含鉛85％、含錫15％的鉛基合金。復合體尺寸如下：筒長（垂直筒、傾斜筒）5米，內徑250毫米，傾斜槽與地面傾角15度。垂直筒中螺旋片只裝至筒體二分之一處。用500℃的煙道廢氣加熱。在垂直筒上部得到五○焊錫（含鉛50％、含錫50％）。所產出的粗鉛繼續用傾斜槽處理，最后從槽尾排出精鉛（含鉛99.5％），槽頭部獲得的鉛錫合金（含鉛85％、含錫15％）返回垂直筒處理。從進料到得到產品約需8～10小時。

和現有技術相比，本實用新型具有如下優點：

1.目前我國很多煉錫廠采用的連續螺旋結晶機，用來提純錫基合金，產出精錫和焊錫。本實用新型既可用來提純錫基合金更主要可用來提取鉛基合金以及其他一些二元系、三元系的有色金屬合金。開辟了有色金屬冶金精煉的新領域。

2.采用氣體為載熱體和傳熱介質是最適用于筒形設備的工作介質?，F行的結晶機是用電加熱，熱的利用率低、耗電大、加熱面不均勻。冷卻是用噴水冷卻，這同樣存在不均勻、不科學、勞動強度大的缺陷。結晶——熔析過程長，產品質量差的后果。本實用新型由于氣體與冷卻（或加熱）筒壁充分接觸，熱交換過程充分進行、強化了精煉過程、提高了熱利用率、降低了生產成本、過程易于控制生產處于強化和最佳狀態。從而縮減了生產周期，提高了產品質量。

3.對比重大的物料（如鉛等）選用垂直密閉筒結構，起了強化過程、縮短生產周期的作用，這是現有技術中所沒有的。

4.沿傾斜槽身長度方向開60度扇形槽（現有技術為180度），提高了設備利用率，筒形更適合于氣體加熱（冷卻）過程。

附圖說明：

圖一、共晶型連續螺旋結晶——熔析原理圖

圖二、結晶－－熔析復合體結構圖

1.鋼制垂直筒????????2.鋼制傾斜槽