CN115386963A - 一种制备碲锌镉晶体过程中的除杂方法及除杂装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备碲锌镉晶体过程中的除杂方法及除杂装置，除杂方法包括下述步骤：碲料除杂：将用于制备碲锌镉晶体的碲料经碱洗、水洗、酸洗和水洗过滤得到水洗碲粉，最后将水洗的碲粉置于真空烘箱中烘干，得到除杂后的碲料；锌料除杂：将锌料放入熔炼炉中使其熔化，锌液进入精馏塔内进行精馏，随后将锌蒸气引入冷凝器中急剧冷凝成锌粉，得到除杂后的锌料；镉料除杂。本发明涉及碲锌镉晶体制备技术领域，该除杂方法能够酸洗和碱洗得到纯净的碲料，通过精馏的方式得到纯净的锌料和镉料，保证了原料的纯度，除杂方法易于操作；另外通过除杂装置能够快速的完成碲料的酸洗和碱洗，有利于提高加工的效率。
Description
技术领域
本发明涉及碲锌镉晶体制备技术领域，具体为一种制备碲锌镉晶体过程中的除杂方法及除杂装置。
背景技术
具有优异的光电性能，可以在室温状态下直接将X射线和γ射线转光子变为电子，是迄今为止制造室温X射线及γ射线探测器最为理想的半导体材料。
在制备碲锌镉晶体过程中，原料中的杂质会影响最终的晶体性能，因此在制备碲锌镉晶体过程中，需要对碲、锌和镉进行除杂，现有的除杂效果差，成本高，同时缺少转动的除杂设备，导致工作效率低。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种制备碲锌镉晶体过程中的除杂方法及除杂装置，解决了现有除杂过程中效果差和成本高的问题，提高了除杂效率。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种制备碲锌镉晶体过程中的除杂方法，包括下述步骤：
碲料除杂：将用于制备碲锌镉晶体的碲料经碱洗过滤得到碱洗碲粉，经水洗过滤得到水洗碲粉，再经酸洗过滤得到酸洗碲粉，经水洗过滤得到水洗碲粉，最后将水洗的碲粉置于真空烘箱中烘干，得到除杂后的碲料；
锌料除杂：将锌料放入熔炼炉中使其熔化，锌液进入精馏塔内进行精馏，随后将锌蒸气引入冷凝器中急剧冷凝成锌粉，得到除杂后的锌料；
镉料除杂：将镉料放入熔炼炉中使其熔化，镉液进入精馏塔内进行精馏，随后将镉蒸气引入冷凝器中急剧冷凝成锌粉，得到除杂后的镉料。
优选的，所述镉料除杂中熔炼炉中温度为325-360℃，精馏塔内的温度为770-830℃。
优选的，所述锌料除杂中熔炼炉中温度为425-470℃，精馏塔内的温度为910-950℃。
优选的，所述碲料除杂中碱性溶液为亚硫酸钠、氨水或氢氧化钠溶液，碱洗时间为1-3h，酸性溶液为硫酸、盐酸或硝酸，酸洗时间为1-3h，水洗所用水为去离子水或蒸馏水，洗至滤液pH为中性。
一种制备碲锌镉晶体过程中的除杂装置，用于碲料除杂，包括底箱，所述底箱的顶部固定连接有底板，所述底箱内壁的底部中央竖直固定连接有固定筒，所述固定筒的顶部延伸至底板的上方，所述底板的顶部固定连接有清洗筒，所述清洗筒设置有四个且环形阵列分布，所述清洗筒的内部设置有升降的储料桶，所述清洗筒内壁的底部设置有连接座，所述连接座的中心设置有转动的连接轴，所述储料桶的内固定连接有十字固定架，所述十字固定架的中心与储料桶内壁底部之间设置有搅拌轴，所述搅拌轴的底端延伸至储料桶的底部并与连接座卡接，所述搅拌轴的表面固定连接有搅拌杆，所述清洗筒侧面的底部设置有水阀。
优选的，所述储料桶的顶部设置有挂架，所述固定筒的内部设置有上下移动和转动的升降杆，升降杆的顶端延伸至固定筒的上方，所述升降杆的表面且靠近顶端位置固定连接有悬臂，悬臂一端的底部固定连接有吊钩，所述吊钩用于提升挂架。
优选的，所述连接轴的底端延伸至底板的底部并固定连接有第一齿轮，所述底箱内壁的底部通过电机固定板固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出轴端固定连接有第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮啮合连接。
优选的，所述固定筒内壁的两侧设置有一对转动座，所述转动座的中心转动连接有丝杆，所述丝杆的表面啮合连接有驱动环，所述驱动环设置在升降杆的表面，所述丝杆的底端固定连接有第一同步轮，所述底箱内壁的底部且位于固定筒内固定连接有升降电机，所述升降电机的输出轴固定连接有第二同步轮，所述第一同步轮与第二同步轮之间传动连接有同步带。
优选的，所述驱动环的一侧固定连接有转动电机，所述升降杆的表面固定连接有齿环，所述转动电机的输出轴固定连接有第三齿轮，所述第三齿轮与齿环啮合连接。
(三)有益效果
本发明提供了一种制备碲锌镉晶体过程中的除杂方法及除杂装置。具备以下有益效果：
该种制备碲锌镉晶体过程中的除杂方法，能够酸洗和碱洗得到纯净的碲料，通过精馏的方式得到纯净的锌料和镉料，保证了原料的纯度，除杂方法易于操作；另外通过除杂装置能够快速的完成碲料的酸洗和碱洗，有利于提高加工的效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明固定筒的分布示意图；
图3为本发明图1中A处放大图。
图中：1-底箱、2-底板、3-固定筒、4-清洗筒、5-储料桶、6-连接轴、7-连接座、8-十字固定架、9-搅拌轴、10-搅拌杆、11-挂架、12-升降杆、13-悬臂、14-吊钩、15-水阀、16-转动座、17-丝杆、18-驱动环、19-第一同步轮、20-升降电机、21-第二同步轮、22-同步带、23-转动电机、24-齿环、25-第三齿轮、26-电机固定板、27-驱动电机、28-第二齿轮、29-第一齿轮
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种制备碲锌镉晶体过程中的除杂方法，包括下述步骤：
碲料除杂：将用于制备碲锌镉晶体的碲料经碱洗过滤得到碱洗碲粉，经水洗过滤得到水洗碲粉，再经酸洗过滤得到酸洗碲粉，经水洗过滤得到水洗碲粉，最后将水洗的碲粉置于真空烘箱中烘干，得到除杂后的碲料，所述碲料除杂中碱性溶液为亚硫酸钠、氨水或氢氧化钠溶液，碱洗时间为1-3h，酸性溶液为硫酸、盐酸或硝酸，酸洗时间为1-3h，水洗所用水为去离子水或蒸馏水，洗至滤液pH为中性。
锌料除杂：将锌料放入熔炼炉中使其熔化，锌液进入精馏塔内进行精馏，随后将锌蒸气引入冷凝器中急剧冷凝成锌粉，得到除杂后的锌料，所述锌料除杂中熔炼炉中温度为425-470℃，精馏塔内的温度为910-950℃。
镉料除杂：将镉料放入熔炼炉中使其熔化，镉液进入精馏塔内进行精馏，随后将镉蒸气引入冷凝器中急剧冷凝成锌粉，得到除杂后的镉料，所述镉料除杂中熔炼炉中温度为325-360℃，精馏塔内的温度为770-830℃。
一种制备碲锌镉晶体过程中的除杂装置，用于碲料除杂，包括底箱1，底箱1的顶部固定连接有底板2，底箱1内壁的底部中央竖直固定连接有固定筒3，固定筒3的顶部延伸至底板2的上方，底板2的顶部固定连接有清洗筒4，清洗筒4设置有四个且环形阵列分布，四个清洗筒4内依次盛有碱性溶液、水、酸性溶液和水，清洗筒4的内部设置有升降的储料桶5，储料桶5内装有碲料，清洗筒4内壁的底部设置有连接座7，连接座7的中心设置有转动的连接轴6，储料桶5的内固定连接有十字固定架8，十字固定架8的中心与储料桶5内壁底部之间设置有搅拌轴9，搅拌轴9的底端延伸至储料桶5的底部并与连接座7卡接，搅拌轴9的表面固定连接有搅拌杆10，清洗筒4侧面的底部设置有水阀15，储料桶5放置在清洗筒4时，搅拌轴9的底端插入连接座7的顶部，通过连接座7的转动能够带动搅拌轴9转动。
储料桶5的顶部设置有挂架11，固定筒3的内部设置有上下移动和转动的升降杆12，升降杆12的顶端延伸至固定筒3的上方，升降杆12的表面且靠近顶端位置固定连接有悬臂13，悬臂13一端的底部固定连接有吊钩14，吊钩14用于提升挂架11，通过升降杆12的升起，实现将储料桶5从清洗筒4中提起，通过升降杆12的转动，实现储料桶5移动至下一工序加工的清洗筒4上方，再通过升降杆12的下降，实现储料桶5落入清洗筒4内。
连接轴6的底端延伸至底板2的底部并固定连接有第一齿轮29，底箱1内壁的底部通过电机固定板26固定连接有驱动电机27，驱动电机27的输出轴端固定连接有第二齿轮28，第二齿轮28与第一齿轮29啮合连接，驱动电机27通过齿轮啮合传动带动连接轴6转动。
固定筒3内壁的两侧设置有一对转动座16，转动座16的中心转动连接有丝杆17，丝杆17的表面啮合连接有驱动环18，驱动环18设置在升降杆12的表面，驱动环18沿升降杆12的轴向方向固定、周向转动，丝杆17的底端固定连接有第一同步轮19，底箱1内壁的底部且位于固定筒3内固定连接有升降电机20，升降电机20的输出轴固定连接有第二同步轮21，第一同步轮19与第二同步轮21之间传动连接有同步带22，通过升降电机20带动丝杆17转动，利用驱动环18带动升降杆12上下移动，驱动环18的一侧固定连接有转动电机23，升降杆12的表面固定连接有齿环24，转动电机23的输出轴固定连接有第三齿轮25，第三齿轮25与齿环24啮合连接，转动电机23通过啮合传动带动升降杆12转动。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种制备碲锌镉晶体过程中的除杂方法，其特征在于：包括下述步骤：
碲料除杂：将用于制备碲锌镉晶体的碲料经碱洗过滤得到碱洗碲粉，经水洗过滤得到水洗碲粉，再经酸洗过滤得到酸洗碲粉，经水洗过滤得到水洗碲粉，最后将水洗的碲粉置于真空烘箱中烘干，得到除杂后的碲料；
锌料除杂：将锌料放入熔炼炉中使其熔化，锌液进入精馏塔内进行精馏，随后将锌蒸气引入冷凝器中急剧冷凝成锌粉，得到除杂后的锌料；
镉料除杂：将镉料放入熔炼炉中使其熔化，镉液进入精馏塔内进行精馏，随后将镉蒸气引入冷凝器中急剧冷凝成锌粉，得到除杂后的镉料。
2.根据权利要求1所述的一种制备碲锌镉晶体过程中的除杂方法，其特征在于：所述镉料除杂中熔炼炉中温度为325-360℃，精馏塔内的温度为770-830℃。
3.根据权利要求1所述的一种制备碲锌镉晶体过程中的除杂方法，其特征在于：所述锌料除杂中熔炼炉中温度为425-470℃，精馏塔内的温度为910-950℃。
4.根据权利要求1所述的一种制备碲锌镉晶体过程中的除杂方法，其特征在于：所述碲料除杂中碱性溶液为亚硫酸钠、氨水或氢氧化钠溶液，碱洗时间为1-3h，酸性溶液为硫酸、盐酸或硝酸，酸洗时间为1-3h，水洗所用水为去离子水或蒸馏水，洗至滤液pH为中性。
5.一种制备碲锌镉晶体过程中的除杂装置，用于碲料除杂，其特征在于：包括底箱(1)，所述底箱(1)的顶部固定连接有底板(2)，所述底箱(1)内壁的底部中央竖直固定连接有固定筒(3)，所述固定筒(3)的顶部延伸至底板(2)的上方，所述底板(2)的顶部固定连接有清洗筒(4)，所述清洗筒(4)设置有四个且环形阵列分布，所述清洗筒(4)的内部设置有升降的储料桶(5)，所述清洗筒(4)内壁的底部设置有连接座(7)，所述连接座(7)的中心设置有转动的连接轴(6)，所述储料桶(5)的内固定连接有十字固定架(8)，所述十字固定架(8)的中心与储料桶(5)内壁底部之间设置有搅拌轴(9)，所述搅拌轴(9)的底端延伸至储料桶(5)的底部并与连接座(7)卡接，所述搅拌轴(9)的表面固定连接有搅拌杆(10)，所述清洗筒(4)侧面的底部设置有水阀(15)。
6.根据权利要求5所述的一种制备碲锌镉晶体过程中的除杂装置，其特征在于：所述储料桶(5)的顶部设置有挂架(11)，所述固定筒(3)的内部设置有上下移动和转动的升降杆(12)，升降杆(12)的顶端延伸至固定筒(3)的上方，所述升降杆(12)的表面且靠近顶端位置固定连接有悬臂(13)，悬臂(13)一端的底部固定连接有吊钩(14)，所述吊钩(14)用于提升挂架(11)。
7.根据权利要求5所述的一种制备碲锌镉晶体过程中的除杂装置，其特征在于：所述连接轴(6)的底端延伸至底板(2)的底部并固定连接有第一齿轮(29)，所述底箱(1)内壁的底部通过电机固定板(26)固定连接有驱动电机(27)，所述驱动电机(27)的输出轴端固定连接有第二齿轮(28)，所述第二齿轮(28)与第一齿轮(29)啮合连接。
8.根据权利要求1所述的一种制备碲锌镉晶体过程中的除杂装置，其特征在于：所述固定筒(3)内壁的两侧设置有一对转动座(16)，所述转动座(16)的中心转动连接有丝杆(17)，所述丝杆(17)的表面啮合连接有驱动环(18)，所述驱动环(18)设置在升降杆(12)的表面，所述丝杆(17)的底端固定连接有第一同步轮(19)，所述底箱(1)内壁的底部且位于固定筒(3)内固定连接有升降电机(20)，所述升降电机(20)的输出轴固定连接有第二同步轮(21)，所述第一同步轮(19)与第二同步轮(21)之间传动连接有同步带(22)。
9.根据权利要求8所述的一种制备碲锌镉晶体过程中的除杂装置，其特征在于：所述驱动环(18)的一侧固定连接有转动电机(23)，所述升降杆(12)的表面固定连接有齿环(24)，所述转动电机(23)的输出轴固定连接有第三齿轮(25)，所述第三齿轮(25)与齿环(24)啮合连接。
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Citations (5)
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| CN114032609A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-02-11 | 安徽光智科技有限公司 | 碲化镉晶体的生长方法 |
-
2022
- 2022-08-04 CN CN202210932509.4A patent/CN115386963B/zh active Active
Patent Citations (5)
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