一种粗镓提纯装置的制作方法

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1.本发明涉及粗镓提纯技术领域，具体是一种粗镓提纯装置。

背景技术：

2.粗镓提纯电解装置是一种用于粗镓提纯过程中，对提纯后电解镓进行分离时所使用的装置，因其较为优异的提纯性能，因此该装置在粗镓提纯的技术领域中得到了广泛的使用。
3.现有技术中，镓的电解提纯操作主要在碱性条件下进行，以naoh和nagao2溶液作为电解液，粗镓作为阳极，铂片或铂棒作为阴极，电解过程中阳极的粗镓溶解，电解液中的离子经过迁移到达阴极放电析出；现有的粗镓提纯电解装置使用中发现，原料镓与电解镓较难进行分离，降低了电解镓的纯度，降低设备的使用可靠性。于是为了解决这一问题，中国发明专利申请cn115161715a公开了一种一种粗镓提纯电解装置，并且具体公开了以下技术特征：“包括电解池，电解池顶端设置有电解槽；还包括：分隔机构，所述分隔机构固定设置于电解池底端中部，分隔机构左侧和右侧分别设置于阳极区和阴极区，所述阳极区固定设置有阳极板；阴极体，所述阴极体通过移动机构可上下移动于阴极区，所述阴极区底端设置有限位机构，所述阴极体设置为管状；温度调节机构，所述温度调节机构与阴极体连通；收料机构，所述收料机构挂设于阴极体底端；以及两组输出管道，所述两组输出管道分别与电解槽左端和右端连通，所述两组输出管道均连通设置有阀门。”。上述现有技术通过利用粗金属镓熔点低的特性，有效的将原料镓与电解镓分离，提高了电解镓的纯度，因此得到广泛的使用。
4.但是在长时间的使用过程中，也存在一些问题。电解池中阳极处的粗镓会被不断的消耗，需要工人重新搬运新的粗镓块放置在电解池中，费时费力。电解池中使用的是naoh溶液，工作人员在放置粗镓块的过程中，容易将溶液溅起；若是溅起的溶液碰到皮肤，会对皮肤产生一定的腐蚀。并且金属镓的熔点只有30度，在工人手工搬运的过程中，由于手部的热量以及摩擦产生的热量，容易使接触部位的粗镓溶解，导致粗镓块失去受力点，而出现粗镓块掉落的情况。粗镓块的掉落，一方面会砸伤工作人员或者电解设备；另一方面，会导致阳极处的固体粗镓无法顺利的更换，影响电解过程的顺利进行，因此亟待解决。

技术实现要素：

5.为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种粗镓提纯装置。本发明通过在阳极棒外侧浇筑并使液态粗镓溶液凝固粘附在阳极棒上，从而安全稳定的更换阳极处的粗镓块，避免出现安全事故，为电解反应的顺利进行制造先决条件。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种粗镓提纯装置，包括电解池以及布置在电解池中的阳极棒和阴极棒；所述阳极棒上连接有可拉动电解完成后的阳极棒脱离电解池的配重组件；两组冷凝槽可对合形成包覆在被提起的阳极棒外侧的冷凝腔，冷凝腔的旁侧布置有可向冷凝腔腔体内浇注预定质
量的液态粗镓的料源；该装置还包括引导两组冷凝槽分离以使外侧凝固粗镓的阳极棒落回电解池的分离组件。
7.作为本发明再进一步的方案：所述配重组件包括配重块，所述阳极棒通过第一牵引组件与配重块彼此连接，配重块可牵拉表面固态粗镓电解完成后的阳极棒做脱离电解池的提升动作，配重块的牵拉路径的终点处布置有电磁铁，且配重块位于电磁铁的吸附范围内。
8.作为本发明再进一步的方案：两组冷凝槽均通过第二牵引组件与驱动板彼此连接，驱动板位于配重块的牵拉路径上，且驱动板在配重块的推动作用下可与配重块做同步下行动作；两组冷凝槽在驱动板的牵拉下做相近动作，以对合形成所述包覆在阳极棒外侧的冷凝腔。
9.作为本发明再进一步的方案：所述分离组件包括在液态粗镓浇注过程中随电磁铁做同步下行动作的基座，基座的旁侧布置有阻断电磁铁做下行动作以托起电磁铁的限位板；限位板处布置有切断电磁铁供电的限位开关，基座上布置有引导两组冷凝槽在失去驱动板拉力作用后彼此分离的复位件。
10.作为本发明再进一步的方案：所述基座的底部布置有支撑板，且基座可沿铅垂方向做远离或靠近支撑板的往复直线滑移动作；基座和支撑板之间压缩布置有充气气囊，冷凝槽的槽壁上布置有与冷凝槽相适配的包覆气囊，且充气气囊和包覆气囊通过充气管彼此连通；两组包覆气囊对接拼合围成所述冷凝腔。
11.作为本发明再进一步的方案：所述基座上布置有倒v型的导轨，两组冷凝槽对称布置在导轨上；所述冷凝槽固定安装在固定板上，固定板与导轨的导向面彼此滑动连接，复位件为沿导轨导向延伸且连接在固定板和基座之间的复位弹簧。
12.作为本发明再进一步的方案：所述基座上布置有轴向铅垂延伸的第一导向柱，配重块和电磁铁由上而下依次滑动套接在第一导向柱上，第一导向柱上同轴布置有限制电磁体铅垂下行的限位环，且电磁铁的吸附力大于配重块受到的外力之和。
13.作为本发明再进一步的方案：所述第一牵引组件包括固定基座上的第一支撑杆，所述第一支撑杆上沿水平方向依次布置有两组第一定滑轮；第一牵引绳依次缠绕在两组第一定滑轮上，且第一牵引绳的两端分别与阳极棒和配重块彼此连接；所述第二牵引组件包括布置在基座上且沿铅垂方向延伸的第二支撑杆，第二支撑杆的顶端布置有第二定滑轮，第二牵引绳缠绕在第二定滑轮上，且第二牵引绳的两端分别与固定板和驱动板彼此连接，且所述驱动板滑动套接在第二支撑杆上。
14.作为本发明再进一步的方案：所述支撑板安装在电解池上，且支撑板的上板面的四角处安装有沿铅垂方向延伸的第二导向柱，基座套接在第二导向柱上；所述料源包括盛装液态粗镓的储罐，储罐上安装有抽吸泵，抽吸泵的出料口处连通有将液态粗镓送入冷凝腔的引流管，固定板上布置有在两组冷凝槽彼此对合时使抽吸泵开始工作或者在两组冷凝槽彼此分离时使抽吸泵停止工作的触发开关。
15.作为本发明再进一步的方案：阴极棒固定在支撑架上，支撑架安装在电解池上，且支撑架的四角处布置有可铅垂伸缩以使支撑架做升降动作的伸缩杆；阴极棒和阳极棒分别与电源对应的电极电连接。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明在配重块和电磁铁的配合下，能够将阳极棒拉起，并使冷凝槽包覆在阳极棒的外侧，为阳极棒外侧浇注粗镓溶液提供条件。料源的快速快速准确的浇注，能够使阳极棒的外侧快速的凝固粘附预定质量的固态粗镓。并且在整个浇注的过程中无需人工监控，省时省力，降低生产的成本。当粗镓达到预定质量后，此时冷凝槽在分离组件的作用下分离，以使阳极棒落回电解池进行电解，整个过程快速安全，既不会将电解液溅起到工作人员的皮肤上，也不会使阳极棒意外掉落，安全稳定;2、本发明采用倒v型的导轨，能够在阳极棒落回电解池的过程中，产生与阳极棒同向的铅垂下行动作的同时，又能沿着水平方向远离阳极棒，这样可以避免在运动过程中与阳极棒发生干涉，进而确保可以顺利的包覆在阳极棒的外侧或远离阳极棒。
附图说明
17.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明阳极棒处的结构示意图；图3为本发明阳极棒处的内部结构示意图；图4为本发明第二牵引组件的结构示意图；图5为本发明电磁铁处的结构示意图；图6为本发明导轨处的结构示意图；图7为本发明分离组件处的结构示意图；图8为本发明基座处的结构示意图；图9为本发明的支撑架的结构示意图；图10为本发明料源的结构示意图。
18.图中：10、电解池；11、电源；12、料源；121、储罐；122、抽吸泵；123、引流管；13、阳极棒；14、阴极棒；20、冷凝槽；21、配重块；22、第一牵引组件；23、导轨；24、固定板；25、第二牵引组件；26、驱动板；27、电磁铁；30、分离组件；31、基座；32、支撑板；33、限位板；34、第一导向柱；341、限位环；35、充气气囊；36、充气管；37、包覆气囊；38、复位件；40、支撑架；41、伸缩杆。
具体实施方式
19.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。
20.如图1、2、9和10所示，电解池10为一个长方体状的池体结构，内部盛装有电解液，电解液使用的是naoh溶液和nagao2溶液。在电解池10上分别布置有阴极棒14和阳极棒13。
阴极棒14通过支撑架40布置在电解池10内，支撑架40架设在电解池10的池口处，并且在支撑架40的四角处对称布置有四组伸缩杆41。这样在使用的时候，当阴极棒14上的精镓固体凝固到一定重量的时候，此时使用液压泵的驱动，将伸缩杆41升起，进而同时将阴极棒14升高，之后用过加热的方式将阴极棒14上的精镓溶解，最终完成精镓的收集。
21.当然，在电解的过程中，阳极棒13和电源11的阳极连接，阴极棒14和电源11的阴极连接，进而为电解提供电力。
22.料源12包括盛装液态粗镓的储罐121，储罐121上安装有抽吸泵122，抽吸泵122的出料口处连通有将液态粗镓送入冷凝腔的引流管123，在阳极处还布置有在两组冷凝槽20彼此对合时使抽吸泵122开始工作或者在两组冷凝槽20彼此分离时使抽吸泵122停止工作的触发开关。
23.如图1、3和8所示，支撑板32也布置在电解池10的池口处。在支撑板32的上板面的四个拐角处布置有第二导向柱，并且第二导向柱的杆长方向沿铅垂方向延伸。在支撑板32的上方布置有基座31，基座31的四角处开设有与第二导向柱彼此配合的导向孔，于是基座31滑动布置在第二导向柱上，且基座31可沿第二导向柱做远离或靠近支撑板32的往复直线滑移动作。
24.如图2、3、4、5、6和10所示，在基座31的上布置有倒v 型的导轨23，在导轨23上沿导轨23对称面对称布置有两组冷凝槽20。冷凝槽20的底部固定安装有固定板24，并且固定板24沿着导轨23的导向滑动布置在导轨23上。触发开关为两个，分别布置在对应的固定板24上，当两组固定板24相互靠近并且距离不变时，此时触发开关发出信号，控制启动抽吸泵122进行抽吸；当两组固定板24相互远离时，两个触发开关之间的距离增大，此时触发开关发出信号，控制抽吸泵122停止行抽吸。
25.如图1、2、4、5和6所示，两组固定板24均通过第二牵引组件25与驱动板26彼此连接，第二牵引组件25包括布置在基座31上且沿铅垂方向延伸的第二支撑杆，第二支撑杆的顶端布置有第二定滑轮，第二牵引绳缠绕在第二定滑轮上，且第二牵引绳的两端分别与固定板24和驱动板26彼此连接，且所述驱动板26滑动套接在第二支撑杆上。由于有两组第二支撑杆，因此在驱动板26上对称开设了两个导向孔，这样驱动板26同时套接在两组第二支撑杆上，增大了移动的稳定性。为了使固定板24移动的更加顺畅，于是在固定板24的另一侧也布置了两组第二牵引组件25。
26.两组冷凝槽20沿着导轨23做往复直线滑移动作，这样可以在驱动板26的拉动下，沿着导轨23向上移动。当移动到导轨23的最顶端时，此时两组冷凝槽20对接拼合围成冷凝腔，冷凝腔的形状可以围圆柱状或者是圆锥状。
27.如图2、4和5所示，在基座31上还布置有第二牵引组件25，第二牵引组件25包括布置在基座31上的第一支撑杆，第一支撑杆为有短杆和长杆构成的l型结构；长杆沿铅垂方向延伸，短杆布置在长杆的顶端，且短杆沿水平方向延伸。在短杆上沿着短杆的杆长方向依次布置有两组第二定滑轮。第二牵引绳依次缠绕在两组第二定滑轮上，并且第二牵引绳的两端分别与阳极棒13和配重块21彼此连接。为了使阳极棒13受力均匀，于是也采用对称布置的方式在阳极棒13的另一侧布置了同样的一组第一牵引组件22。
28.在基座31上还布置有第一导向柱34，在第一导向柱34上由上而下依次滑动套接有配重块21和电磁铁27；并且在第一导向柱34上还布置有限制电磁铁27沿第一导向柱34下行
的限位环341。为了提高配重块21和电磁铁27运动的稳定性，以使设置了两组第一导向柱34。
29.如图2、3、4、5、6、7和8所示，分离组件30还包括布置在基座31和支撑板32之间的充气气囊35以及布置在冷凝槽20的槽壁上且与冷凝槽20相适配的包覆气囊37；充气气囊35和包覆气囊37通过充气管36彼此连通；两组包覆气囊37对接拼合围成所述冷凝腔。限位板33处布置有切断电磁铁27供电的限位开关，基座31上布置有引导两组冷凝槽20在失去驱动板26拉力作用后彼此分离的复位件38，复位件38为沿导轨23导向延伸且连接在固定板24和基座31之间的复位弹簧。
30.如图1-10所示，在使用的时候，当电解在不断的进行时，此时阳极棒13上的固态粗镓在不断的减少，当所有的粗镓全部电解完后，此时阳极棒13通过第一牵引绳在配重块21的牵引下，依次穿过开设在支撑板32和基座31上的过料孔。
31.配重块21由铁磁性材料构成，配重块21位于电磁铁27的吸附范围之内；电磁铁27的质量是很重的，在整个吸附配重块21的过程中都不会被反向吸起。配重块21没有向下产生牵拉动作时，此时配重块21受到的力包括第一牵引绳的拉力、自身的重力以及电磁铁27的吸附力。当配重块21开始向下移动的瞬间，此时的三个力是平衡的。
32.当配重块21持续下行时，会离电磁铁27越来越近，受到的吸附力也会越来越大。当配重块21在下行的过程中抵紧在驱动板26的上板面时，此时配重块21受到的力包括：自身的重力、电磁铁27的吸附力、第一牵引绳的拉力和驱动板26的抵抗力；但是此时配重块21的自身的重力和电磁铁27的吸附力之和大于第一牵引绳的拉力和驱动板26的抵抗力之和，进而配重块21可以持续下行，直至吸附在电磁铁27上。
33.在配重块21下行的过程中，阳极棒13不断的被提起；与此同时，两组冷凝槽20也在沿着导轨23不断的靠近。当配重块21吸附在电磁铁27上时，此时两组冷凝槽20对合形成顶部开口的冷凝槽20，并且此时阳极棒13位于冷凝槽20内。两组触发开关发出信号，此时抽吸泵122开始工作，向冷凝槽20内不断的送入粗镓溶液。为了使溶液快速凝固，可以在阳极棒13的内部设置制冷组件，进而使阳极棒13成为一个制冷棒，加速粗镓的凝固，以达到粗镓溶液落在冷凝腔内就可以在数秒之内凝固。
34.粗镓溶液不断的加入，基座31上的质量在不断的增加。基座31受到不断增加的重量的作用，逐步的压缩对称布置的两个充气气囊35；此时电磁铁27也在不断在向下靠近限位板33。当电磁铁27与限位板33接触时，此时限位板33由下而上的抵紧在电磁铁27的限位开关上，使电磁铁27瞬间断电，失去吸附能力。
35.抽吸泵122继续向冷凝腔内加入粗镓溶液，此时基座31继续下沉；支撑板32将电磁铁27托起的同时，配重块21也被托起，此时第一牵引绳和第二牵引绳均处于松弛状态；此时两组冷凝槽20在复位弹簧的作用下彼此分离，触发开关发出信号，抽吸泵122停止工作。表面凝固粗镓的阳极棒13重量远大于配重块21的重量，因此阳极棒13会重新落会电解池10中进行电解。为了避免配重块21滑出第一导向柱34，于是在第一导向柱34的顶端布置了限位环341，这样可以使阳极棒13悬浮在电解池10中进行带电解反应。尽管电解液有一定的浮力作用，但是此时的浮力对基座31受到的力的缓解是微不足道的。当阳极棒13在不断的电解消耗时，基座31受到的力在慢慢的减少，此时充气气囊35将基座31慢慢顶起。电磁铁27离开限位板33，重新接电恢复吸附力。阳极棒13上的粗镓不断的电解，进而进入下一轮更换粗镓
的过程中。
36.在使两组冷凝槽20分离的过程中有可能会遇到一些问题，由于粗镓凝固粘附的原因，两组冷凝槽20彼此没有分离，此时包覆气囊37就起到了作用。充气气囊35内的气体不断的被压进包覆气囊37内，包覆气囊37不断的膨胀，从而在固态粗镓和冷凝槽20之间产生一个双向推动力，进而使固态粗镓和冷凝槽20分离。并且包覆气囊37的表面在不断的扩张，进而使包覆气囊37和固态粗镓分离，从而达到将固态粗镓分离的效果。为了进一步提高分离的效果，于是将包覆气囊37的表面设计成波浪状，与之对应形成的固态粗镓的外形为花键形状，这样就可以将固态粗镓原本圆柱状的接触面分解成若干个半圆柱状的小接触面。在样在包覆气囊37膨胀时，需要克服的静摩擦力更小，进而更容易的脱离接触面。
37.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种粗镓提纯装置，其特征在于，包括电解池以及布置在电解池中的阳极棒和阴极棒；所述阳极棒上连接有可拉动电解完成后的阳极棒脱离电解池的配重组件；两组冷凝槽可对合形成包覆在被提起的阳极棒外侧的冷凝腔，冷凝腔的旁侧布置有可向冷凝腔腔体内浇注预定质量的液态粗镓的料源；该装置还包括引导两组冷凝槽分离以使外侧凝固粗镓的阳极棒落回电解池的分离组件。2.根据权利要求1所述的一种粗镓提纯装置，其特征在于，所述配重组件包括配重块，所述阳极棒通过第一牵引组件与配重块彼此连接，配重块可牵拉表面固态粗镓电解完成后的阳极棒做脱离电解池的提升动作，配重块的牵拉路径的终点处布置有电磁铁，且配重块位于电磁铁的吸附范围内。3.根据权利要求2所述的一种粗镓提纯装置，其特征在于，两组冷凝槽均通过第二牵引组件与驱动板彼此连接，驱动板位于配重块的牵拉路径上，且驱动板在配重块的推动作用下可与配重块做同步下行动作；两组冷凝槽在驱动板的牵拉下做相近动作，以对合形成所述包覆在阳极棒外侧的冷凝腔。4.根据权利要求3所述的一种粗镓提纯装置，其特征在于，所述分离组件包括在液态粗镓浇注过程中随电磁铁做同步下行动作的基座，基座的旁侧布置有阻断电磁铁做下行动作以托起电磁铁的限位板；限位板处布置有切断电磁铁供电的限位开关，基座上布置有引导两组冷凝槽在失去驱动板拉力作用后彼此分离的复位件。5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种粗镓提纯装置，其特征在于，所述基座的底部布置有支撑板，且基座可沿铅垂方向做远离或靠近支撑板的往复直线滑移动作；基座和支撑板之间压缩布置有充气气囊，冷凝槽的槽壁上布置有与冷凝槽相适配的包覆气囊，且充气气囊和包覆气囊通过充气管彼此连通；两组包覆气囊对接拼合围成所述冷凝腔。6.根据权利要求5所述的一种粗镓提纯装置，其特征在于，所述基座上布置有倒v型的导轨，两组冷凝槽对称布置在导轨上；所述冷凝槽固定安装在固定板上，固定板与导轨的导向面彼此滑动连接，复位件为沿导轨导向延伸且连接在固定板和基座之间的复位弹簧。7.根据权利要求6所述的一种粗镓提纯装置，其特征在于，所述基座上布置有轴向铅垂延伸的第一导向柱，配重块和电磁铁由上而下依次滑动套接在第一导向柱上，第一导向柱上同轴布置有限制电磁体铅垂下行的限位环，且电磁铁的吸附力大于配重块受到的外力之和。8.根据权利要求4所述的一种粗镓提纯装置，其特征在于，所述第一牵引组件包括固定基座上的第一支撑杆，所述第一支撑杆上沿水平方向依次布置有两组第一定滑轮；第一牵引绳依次缠绕在两组第一定滑轮上，且第一牵引绳的两端分别与阳极棒和配重块彼此连接；所述第二牵引组件包括布置在基座上且沿铅垂方向延伸的第二支撑杆，第二支撑杆的顶端布置有第二定滑轮，第二牵引绳缠绕在第二定滑轮上，且第二牵引绳的两端分别与固定板和驱动板彼此连接，且所述驱动板滑动套接在第二支撑杆上。9.根据权利要求6所述的一种粗镓提纯装置，其特征在于，所述支撑板安装在电解池上，且支撑板的上板面的四角处安装有沿铅垂方向延伸的第二导向柱，基座套接在第二导向柱上；所述料源包括盛装液态粗镓的储罐，储罐上安装有抽吸泵，抽吸泵的出料口处连通有将液态粗镓送入冷凝腔的引流管，固定板上布置有在两组冷凝槽彼此对合时使抽吸泵开始工作或者在两组冷凝槽彼此分离时使抽吸泵停止工作的触发开关。
10.根据权利要求7所述的一种粗镓提纯装置，其特征在于，阴极棒固定在支撑架上，支撑架安装在电解池上，且支撑架的四角处布置有可铅垂伸缩以使支撑架做升降动作的伸缩杆；阴极棒和阳极棒分别与电源对应的电极电连接。

技术总结

本发明涉及粗镓提纯技术领域，具体是一种粗镓提纯装置，阳极棒通过第一牵引组件与配重块彼此连接，配重块可牵拉表面固态粗镓电解完成后的阳极棒做脱离电解池的提升动作，配重块的牵拉路径的终点处布置有电磁铁，两组冷凝槽均通过第二牵引组件与驱动板彼此连接，驱动板位于配重块的牵拉路径上，两组冷凝槽在驱动板的牵拉下做相近动作，以对合形成包覆在阳极棒外侧的冷凝腔；该装置还包括引导两组冷凝槽分离以使外侧凝固粗镓的阳极棒落回电解池的分离组件；本发明通过在阳极棒外侧浇筑并使液态粗镓溶液凝固粘附在阳极棒上，从而安全稳定的更换阳极处的粗镓块，避免出现安全事故，为电解反应的顺利进行制造先决条件。解反应的顺利进行制造先决条件。解反应的顺利进行制造先决条件。