CN213739615U - 一种用于二氧化锗还原及铸锭的石墨舟 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于化工设备技术领域，具体公开一种用于二氧化锗还原及铸锭的石墨舟，包括上开口的六面体形石墨舟本体和开设在石墨舟本体内的凹槽，所述凹槽由上下两部分构成，上部为方锥台形还原槽，下部连接一个矩形铸锭槽，本实用新型通过改变石墨舟的形状达到以下目的：一是通过顶部设置长方形凹槽，使固态二氧化锗与氢气的接触面积增加约130%，从而有效提高锗还原效率；二是通过增加底部的锥台部，其切面形状为等腰梯形，使熔融的锗方便流入到预铸锭槽，完成还原锗粉铸锭；三是石墨舟底部的铸锭槽，其设计大小与区熔工艺的石墨舟大小相匹配，方便后段工序装料，且通过计算，使第铸锭槽的容积稍大于或等于一舟二氧化锗还原后铸锭的锗锭体积。
Description
技术领域
本实用新型属于化工设备技术领域，具体涉及一种用于二氧化锗还原铸锭的石墨舟。
背景技术
二氧化锗被广泛用于制作高纯金属锗、锗有机化合物、PET树脂、电子器件、锗酸铋晶体等。二氧化锗可以用于制造光学玻璃荧光粉，可作为催化剂用于石油提炼时转化、去氢、汽油馏份的调整、彩色胶卷及聚脂纤维生产；二氧化锗还是聚合反应的催化剂，含二氧化锗的玻璃有较高的折射率和色散性能，可作广角照相机和显微镜镜头。随着技术的发展，主要用于制备高纯锗，高纯锗主要运用在红外光学元器件，半导体材料等方面。二氧化锗在还原炉的石英管内用氢气于650℃-680℃还原后，再经区熔提纯制备高纯锗。
传统的还原二氧化锗用的石墨舟，存在较多的问题，比如二氧化锗的还原时间长、装料少、还原不充分、还原出的锗锭的形状与区熔石墨舟料槽不相匹配，需要将还原锗锭敲碎才能装入区熔石墨舟；所以我们需要一种新型还原石墨舟，以提高的生产效率以及提纯效果，以满足当前市场需求。
发明内容
本实用新型的主要目的是在于提供一种用于二氧化锗还原及铸锭的石墨舟，目的在于解决目前工业生产中存在的还原锗还原时间长、还原形状与区熔石墨舟料槽形状不匹配、装料数量少、工作效率低、生产成本高、产品质量不稳定及产品合格率达不到要求等诸多问题。
为实现以上目的，本实用新型主要提供以下技术方案：
一种用于二氧化锗还原及铸锭的石墨舟，包括六面体形石墨舟本体和开设在石墨舟本体内的凹槽，所述凹槽由上下两部分构成，上部为方锥台形还原槽，下部连接一个矩形还原锗粉锗锭槽。
优选的，所述石墨舟本体长度为612mm，宽为100mm,高为60mm。
优选的，所述锗锭槽宽度28mm、高18mm。
本实用新型与传统的还原石墨舟相比较，本实用新型石墨舟通过改变石墨舟的形状达到以下目的：一是通过还原槽顶部的长方形结构尺寸增大，增加了二氧化锗的表面积，使固态二氧化锗与还原氢气的接触面积增加约130%，从而有效提高二氧化锗还原效率；二是通过还原槽的锥台部，其切面形状为等腰梯形，使熔融的锗方便流入预定的还原铸锭槽中，完成铸锭；三是第三部分锗铸锭槽，其设计大小与区熔工艺的石墨舟相匹配，方便后段工序装料，且通过计算，使第三部分的容积大于或等于一舟二氧化锗还原铸锭后的锗锭体积。
附图说明
图1为本实用新型的主视图；
图2为本实用新型的侧视图；
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如图1～2所示，一种用于二氧化锗还原及铸锭的石墨舟，包括六面体形的石墨舟本体1和开设在石墨舟本体内的凹槽，凹槽由上下两部分构成，上部为方锥台形还原槽2，其剖面显示为一个长方形连接一个等腰梯形，下部连接一个矩形还原锗粉铸锭槽3，优选的石墨舟本体长度为612mm，宽为100mm,高为60mm，优选的，所述还原锗粉铸锭槽3宽度28mm、高18mm。
本实用新型从侧视图看该还原石墨舟凹槽主要由三个不同形状与大小的凹槽构成，第一部分的凹槽是一个大长方形的凹槽，其位于整个凹槽的最上方，在中部的主要是等腰梯形的凹槽，第一和第二部分构成还原槽2，最后一个部分是一个小长方形的凹槽，即铸锭槽3；整体来看其侧视图就是类似一个规则漏斗；而传统的还原石墨舟的凹槽形状从侧视图与主视图来看下部边是圆弧形，上部是一个等腰的梯形的形状，且俯视图是一个胶囊药丸的形状。
本实用新型在工作时，将高纯二氧化锗装入还原石墨舟中，然后还原将石墨舟装入石英管内，将石英管两端的开口密封好，之后通入氢气吹扫将里面的气体排出再开始加热，加热后凹槽内的二氧化锗开始还原熔化生成锗液，随着熔化区域的增多，二氧化锗逐渐减少，锗液增多总体积变小，锗液向锗锭槽汇聚，待二氧化锗完全还原为锗液，停止加热，继续通入氢气，等炉温下降后停止通氢，再从还原锗粉锗锭槽内取出成品锗锭。
该石墨舟的优点在于一是容积为原石墨舟的2.8倍左右，使每舟二氧化锗的装料量由1kg增加至2.5kg，在生产相同数量及质量的锗锭的情况下节约了一半的成本和时间，有效的减轻了工人劳动强度以及劳动时间，完全可实现二氧化锗还原生产的自动化，以满足目前市场供不应求的现状。
二是增加二氧化锗与氢气还原反应有效面积，其还原反应初始有效面积为原石墨舟的约2.3倍，且该舟随着反应进行有效面积减少不明显，而原舟随着反应进行有效面积会逐步减少，增加有效反应面积可以减少未还原的完全的一氧化锗挥发损失，同时合格率在原有的基础上直接提高了5-7％，最高可高达20％。
其三是，增加石墨舟的总长度，由原来32cm增加至61cm方便工人操作（可一头搭在左手上，一头用右手把持，每次每人可抬两至三舟），减少工人装料时的往返时间。
四是该还原锗粉铸锭槽（凹槽3）宽度28mm、高18mm，与区熔石墨舟尺寸匹配，可整块或大半块装进区熔石墨舟，而原舟由于其为梯形横截面，其长边宽度大于区熔石墨舟，故需破坏成小块装区熔石墨舟，该舟减少还原锗锭的破碎损失，减少破碎过程对锗锭的污染。
综合来看，本实用新型还原石墨舟结构简单、易于操作，降低了生产成本，提高了工人工作效率，提高了产品合格率。它不仅解决了实际工作中的等诸多问题，且其带来的经济效益也十分可观，便于推广和使用。
Claims (3)
1.一种用于二氧化锗还原及铸锭的石墨舟，其特征在于，包括上开口的六面体形石墨舟本体和开设在石墨舟本体内的凹槽，所述凹槽由上下两部分构成，上部为方锥台形还原槽，下部连接一个矩形还原锗粉铸锭槽。
2.根据权利要求1所述的一种用于二氧化锗还原及铸锭的石墨舟，其特征在于，所述石墨舟的本体长度为612mm，宽为100mm,高为60mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于二氧化锗还原及铸锭的石墨舟，其特征在于，所述还原锗粉铸锭槽的宽度28mm、高18mm。
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|---|---|---|---|---|
| CN115627371A (zh) * | 2022-10-24 | 2023-01-20 | 云南东昌金属加工有限公司 | 一种用于二氧化锗还原提纯的旋风式纯化系统 |
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