CN101413065A - 一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，包括设有冷却装置的真空炉体，所述真空炉体内部自下而上分为加热区、缓冲区、冷却区，所述缓冲区设有置于在加热区上部的砷蒸汽导管；所述冷却区设有与所述砷蒸汽导管相衔接的砷收集盲管，所述砷收集盲管设有冷却装置。本发明能比传统石英分解系统耐受更高温度；在1200℃到1500℃的高温下，本发明装置砷化镓分解率接近100％；并且对砷进行了高效收集，既消除了对环境的污染又有利于对砷的后续利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种真空分离装置，尤其涉及一种用于将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置。
背景技术
从六十年开始，随着砷化镓化合物半导体的出现，从砷化镓化合物半导体的合成、单晶的制备、晶片的生产以及到器件的制备过程，都留有砷化镓的尾料。因此人们开始了从砷化镓中回收镓的工艺研究，主要有两种回收工艺思路，简述如下：
砷化镓在石英系统中的分离。因为砷化镓的合成是在石英系统中，在真空条件下，1230℃左右，砷蒸汽与金属镓合成为砷化镓。因此，我国有关单位进行了将此过程倒过来的研究工作，即在石英系统中，在真空条件下，将砷蒸汽抽走，达到一个砷镓分离的目的。该方法的不足之处在于，砷化镓的分解率较低，只有60％左右；且对砷没有进行收集，造成对环境的污染。
砷化镓氧化法分离。砷化镓被氧化后，砷会变成氧化砷，而金属镓因为在表面形成氧化膜后而不参加氧化反应，可以达到砷、镓分离的目的。国外有厂家使用这个工艺。该工艺的不足之处在于，由于砷化镓较稳定，氧化的难较大，另外氧化后产生的氧化砷是剧毒物质，在操作过程容易造成环境污染，也增加了操作人员的工作难度。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种用于将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置。
本发明的技术方案如下：一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，包括设有冷却装置的真空炉体，所述真空炉体内部自下而上分为加热区、缓冲区、冷却区，所述缓冲区设有置于在加热区上部的砷蒸汽导管；所述冷却区设有与所述砷蒸汽导管相衔接的砷收集盲管，所述砷收集盲管设有冷却装置。
所述加热区由坩埚、加热器、保温层构成，加热器为电加热器，所述保温层由高温陶瓷纤维构成。
所述真空炉体由不锈钢制成，真空炉体的冷却装置为水冷装置或者风冷装置。
所述砷蒸汽导管中设有带孔的缓冲挡板。
所述冷却区部位的真空炉体内壁紧贴所述砷收集盲管外壁。
所述砷收集盲管由不锈钢制成。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明能比传统石英分解系统耐受更高温度；本发明砷化镓的分解率较传统石英系统大大提高，在1200℃到1500℃的高温下，本发明装置砷化镓分解率接近100％；并且对砷进行了高效收集，既消除了对环境的污染又有利于对砷的后续利用；由于在真空中分解，避免了氧化法分离产生剧毒的氧化砷物质，也避免在操作过程造成环境污染和对操作人员健康损害。
附图说明：
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细描述。
实施例1：如图1所示，一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，包括设有冷却装置的真空炉体9，所述真空炉体9内部自下而上分为加热区3、缓冲区5、冷却区7，所述缓冲区5设有置于在加热区3上部的砷蒸汽导管4，用于提供砷蒸汽上升通道；所述冷却区7设有与所述砷蒸汽导管4相衔接的砷收集盲管6，砷蒸汽导管4中设有带孔的一块缓冲挡板8，用以减缓砷蒸汽蒸发时上升的速度并可以根据需要再增加缓冲挡板8的数量；所述加热区3由坩埚10、加热器1、保温层11构成，坩埚10为石墨制成，用于放置待分离的砷化镓2，加热器1为三相交流电加热器，部分分解后的金属镓在三相旋转磁场中产生搅动，可加速砷化镓分解，所述保温层11由高温陶瓷纤维构成，用以保持加热区3的高温。所述真空炉体9由不锈钢制成，真空炉体9的冷却装置为水冷装置或者风冷装置。所述冷却区7部位的真空炉体9内壁紧贴所述砷收集盲管6外壁，起到对砷收集盲管6的冷却作用。砷收集盲管6由不锈钢制成。
本实施例所述装置能比传统石英分解系统耐受更高温度；砷化镓的分解率较传统石英系统大大提高，在1200℃到1500℃的高温下，砷化镓分解率接近100％；并且对砷进行了高效收集，既消除了对环境的污染又有利于对砷的后续利用；由于在真空中分解，避免了氧化法分离产生剧毒的氧化砷物质，也避免在操作过程造成环境污染和对操作人员健康损害。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，包括设有冷却装置的真空炉体，其特征在于所述真空炉体内部自下而上分为加热区、缓冲区、冷却区，所述缓冲区设有置于在加热区上部的砷蒸汽导管；所述冷却区设有与所述砷蒸汽导管相衔接的砷收集盲管，所述砷收集盲管设有冷却装置。
2.根据权利要求1所述的一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，其特征在于所述加热区由坩埚、加热器、保温层构成。
3.根据权利要求1所述的一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，其特征在于所述真空炉体的冷却装置为水冷装置。
4.根据权利要求1所述的一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，其特征在于所述真空炉体的冷却装置为风冷装置。
5.根据权利要求1所述的一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，其特征在于所述真空炉体由不锈钢制成。
6.根据权利要求1所述的一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，其特征在于所述砷蒸汽导管中设有带孔的缓冲挡板。
7.根据权利要求1所述的一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，其特征在于所述冷却区部位的真空炉体内壁紧贴所述砷收集盲管外壁。
8.根据权利要求1所述的一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，其特征在于所述砷收集盲管由不锈钢制成。
9.根据权利要求2所述的一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，其特征在于所述加热器为电加热器。
10.根据权利要求2所述的一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，其特征在于所述保温层由高温陶瓷纤维构成。
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2008
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