專利名稱：高純鎵臥式電解除雜槽的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電解槽，尤其是一種高純鎵臥式電解除雜槽。
背景技術：
高純鎵生產(chǎn)一般要采用電解的方法。使得一些電位與鎵不同的金屬雜質用電化學的方法加以區(qū)分，一般來講，電解槽分為大小大致均等的陰陽兩區(qū)，電解時原料鎵在陽極區(qū)，純度較高的鎵產(chǎn)出在陰極區(qū)，這樣源源不斷的轉移，然后收集在陰極區(qū)的鎵，得到高純鎵。在高純鎵的生產(chǎn)中，有的時候會存在一些特殊的金屬雜質，這類金屬與鎵的電位相近，或者會先于鎵在陰極析出，比如鐵、鍺等元素。這些雜質不能很好的通過上述的電解槽除去，會在電解的過程中一起隨鎵轉移到陰極去，造成高純鎵的純度下降。目前為了除去此類雜質，必須要酸洗、結晶等方式的生產(chǎn)來彌補。流程較為復雜。

實用新型內容為解決高純鎵電解除雜中的金屬雜質干擾高純鎵純度下降、除去金屬雜質干擾流程復雜的問題，本實用新型提供一種濃度極化少、電解除雜效率高的高純鎵臥式電解除雜槽。本實用新型所要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:一種高純鎵臥式電解除雜槽，包括電解槽體,所述電解槽體外溢流口處設有溢流槽，所述溢流槽端口處設有恒溫槽，所述恒溫槽端口處設有循環(huán)泵，所述循環(huán)泵與電解槽體間設有注入口。所述電解槽體底部內壁一側設有陽極板和陰極板，所述陰極板周圍用塑料板圍成陰極區(qū)，剩下為陽極區(qū)，所述與陽極板和陰極板相對一側的電解槽體內壁上設有溢流口。所述陰極區(qū)與陽極區(qū)的比例為1: 10-1: 20的范圍。所述陽極板和陰極板間的距離為150_210mm的范圍。所述電解槽體上設有電解槽體蓋，所述溢流槽上設有蓋子。所述注入口設于電解槽體上。本實用新型的有益效果是:1、本實用新型通過臥式電解槽的結構，將液態(tài)鎵鋪沉在槽底部進行電化學反應，通過電解液的循環(huán)加強了電解的效果，減少了濃度極化。2、本實用新型利用了鐵、鍺等一類金屬容易同鎵一起在陰極優(yōu)先析出的特性，改變電解槽設計中的陰陽極大致相等的慣例，將陰陽極比例縮小到1: 15?？s小了陰極區(qū)域，擴大了陽極區(qū)域。使得在陽極投入的液態(tài)原料鎵的量大為提高，陽極的金屬溶解速率更快。而較小的陰極區(qū)域，使得陰極電流密度提高，利于鐵、鍺等雜質連同少部分的鎵在陰極區(qū)較快析出。3、本實用新型由于陰極區(qū)域減小了面積，實際電流效率并不高，也就是陰極的產(chǎn)鎵量并不大，僅少量的鎵同雜質一起析出，相當于雜質鐵、鍺等富集在了少量的陰極鎵中，反過來，除雜的效率非常高，雜質富集率增大。4、本實用新型運行24小時，投料50kg陽極鎵，可以將陽極鎵中的鐵元素降低至3ppm以下，鍺元素降低至Ippm以下，而產(chǎn)生的濃縮雜質的陰極鎵只有1kg，收率高達98%，收集除雜后的高純鎵可以繼續(xù)進一步提純至更高等級。
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的描述。


圖1是本實用新型的俯視圖。圖2是本實用新型的A-A面剖視圖。圖中，1.電解槽體，2.陰極區(qū)，3.陽極板，4.陰極板，5.溢流口，6.溢流槽，7.恒溫槽，8.循環(huán)泵，9.注入口，10.電解槽體蓋。
具體實施方式
如
圖1-圖2所示，本實用新型提供的高純鎵臥式電解除雜槽，電解槽體I為塑料長方體槽，電解槽體I頂部有電解槽體蓋10，電解槽體蓋10鑲嵌在槽體I上口，蓋體10與電解槽體I有密封墊，通過螺栓密封。電解槽體I內部一邊有塑料板彎曲圈的陰極區(qū)2，其余均為陽極區(qū)，陽極區(qū)遠大于陰極區(qū)2。陰極區(qū)2與陽極區(qū)隔離，互不相同。在陰極區(qū)2的一側的電解槽體I邊，安裝有電極板。陰極板4緊靠電解槽體I伸入陰極區(qū)2底部。陽極板3緊靠電解槽體I底部伸入陽極區(qū)底部。由于液態(tài)的鎵密度遠大于電解液，電解時鎵呈液態(tài)分別鋪沉在電解槽體I底部，陽極區(qū)鋪沉大量的原料鎵，陰極區(qū)2鋪沉富集雜質的陰極鎵。陰陽極板相應與直流電源的陰陽極相連。在與電極板相對的另一側電解槽體I上開有溢流口 5，溢流口 5外有一條溢流槽6，溢流槽6上有蓋，溢流槽6的一端聯(lián)通至恒溫水槽7。恒溫水槽7的出水口有一臺循環(huán)水泵8，可以將電解液注入電解槽體I，注入口 9在電解槽體I內，可以在電極板一側，也可在電解槽體I的中部，優(yōu)選在電極板一側。電解液通過泵的輸送，依次通過陰陽反應區(qū)、溢流口 5、溢流槽6再回到恒溫槽7，依次循環(huán)。電解除雜槽的材質可以優(yōu)選的采用純聚丙烯、改性聚丙烯等材料。循環(huán)泵可以采用全氟塑料泵。實施例1:用聚丙烯材料焊接制造電解除雜槽。電解槽體I為塑料長方體槽，長300mm，寬500mm，深200mm。電解槽頂蓋10鑲嵌在電解槽體I上口，電解槽體蓋10與電解槽體I有密封墊，通過螺栓密封。電解槽體I內部一邊有高度為30mm，厚度為5mm的塑料板彎曲圈出的面積為IOOcm2的陰極區(qū)2，其余均為陽極區(qū)，陰陽區(qū)比例1: 15。陰極區(qū)與陽極區(qū)隔離，互不相同。陽極板3與陰極板4間隔200_，緊靠槽體，底部伸入陰陽極區(qū)底部。陰陽極板相應與直流電源的陰陽極相連。在與電極板相對的另一側槽體距離底部150mm上開有長為100mm,寬為IOmm的溢流口 5,溢流口 5外有一條溢流槽6，溢流槽6深50mm，寬20mm，溢流槽6上有蓋，溢流槽6的一端聯(lián)通至恒溫水槽7。恒溫水槽7的出水口有一臺塑料循環(huán)泵8，將電解液注入電解槽體I，注入口 9在電解槽體I中部。電解液通過循環(huán)泵8的輸送，依次通過陰陽反應區(qū)、溢流口 5、溢流槽6再回到恒溫槽7，依次循環(huán)。[0025]實施例2:用改性聚丙烯一次注塑成型制造電解槽體I。電解槽體I為塑料長方體槽，長300mm，寬500mm，深200mm。電解槽體I頂部有電解槽體蓋10，電解槽體蓋10與電解槽體I有密封墊密封。電解槽體I內部一邊有高度為30mm，厚度為5mm的塑料板彎曲圈出的面積為IOOcm2的陰極區(qū)2，其余均為陽極區(qū)，陽極遠大于陰極。在陰極區(qū)2的一側的槽體邊，安裝有電極板。陰極板4緊靠槽體伸入陰極區(qū)底部。陽極板3與陰極板4間隔200_，緊靠電解槽體I內壁，底部伸入陽極區(qū)底部。陰陽極板相應與直流電源的陰陽極相連。在與電極板相對的另一側電解槽體I內壁距離底部150mm上開有長為100mm，寬為IOmm的溢流口 5，溢流口 5外有一條溢流槽6，溢流槽6深50mm，寬20mm，溢流槽6的一端聯(lián)通至恒溫水槽7。恒溫水槽7的出水口有一臺循環(huán)水泵8，可以將電解液注入電解槽，注入口 9在電解槽電極板一側。電解液通過循環(huán)泵8的輸送，依次通過陰陽反應區(qū)、溢流口 5、溢流槽6再回到恒溫槽7，依次循環(huán)。
權利要求1.一種高純鎵臥式電解除雜槽，包括電解槽體(I)，其特征是:所述電解槽體(I)外溢流口(5)處設有溢流槽(6)，所述溢流槽(6)端口處設有恒溫槽(7)，所述恒溫槽(7)端口處設有循環(huán)泵(8)，所述循環(huán)泵(8)與電解槽體(I)間設有注入口(9)。
2.根據(jù)權利要求1所述的高純鎵臥式電解除雜槽，其特征是:所述電解槽體(I)底部內壁一側設有陽極板(3)和陰極板(4)，所述陰極板(4)周圍用塑料板圍成陰極區(qū)(2)，剩下為陽極區(qū)，所述與陽極板⑶和陰極板⑷相對一側的電解槽體⑴內壁上設有溢流口(5)。
3.根據(jù)權利要求2所述的高純鎵臥式電解除雜槽，其特征是:所述陰極區(qū)(2)與陽極區(qū)的比例為1:10-1:20的范圍。
4.根據(jù)權利要求2所述的高純鎵臥式電解除雜槽，其特征是:所述陽極板(3)和陰極板(4)間的距離為150-210mm的范圍。
5.根據(jù)權利要求1所述的高純鎵臥式電解除雜槽,其特征是:所述電解槽體(I)上設有電解槽體蓋(10)，所述溢流槽上設有蓋子。
6.根據(jù)權利要求1所述的高純鎵臥式電解除雜槽，其特征是:所述注入口(9)設于電解槽體⑴上。
專利摘要一種高純鎵臥式電解除雜槽，包括電解槽體，所述電解槽體外溢流口處設有溢流槽，所述溢流槽端口處設有恒溫槽，所述恒溫槽端口處設有循環(huán)泵，所述循環(huán)泵與電解槽體間設有注入口。本實用新型通過臥式電解槽的結構，將液態(tài)鎵鋪沉在槽底部進行電化學反應，通過電解液的循環(huán)加強了電解的效果，減少了濃度極化；本實用新型將陰陽極比例縮小到1∶15，使得在陽極投入的液態(tài)原料鎵的量大為提高，金屬溶解速率更快，陰極區(qū)域面積減小，陰極電流密度提高，利于鐵、鍺等雜質連同少部分的鎵在陰極區(qū)較快析出，相當于雜質鐵、鍺等富集在了少量的陰極鎵中，除雜的效率非常高，雜質富集率增大。
文檔編號C25C7/00GK202925107SQ20122052603
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月15日 優(yōu)先權日2012年10月15日
發(fā)明者康云飛, 喬文, 鐘曉露 申請人:南京隆潤半導體材料有限公司