一种超高纯锌的制备方法、一种超高纯锌的制备装置、一种超高纯锌及其应用与流程

本发明属于金属冶炼，具体涉及一种超高纯锌的制备方法、一种超高纯锌的制备装置、一种超高纯锌及其应用。

背景技术：

1、目前，随着化工业的不断进步发展，作为有色金属之一的金属锌的需求越来越大，尤其是超高纯度金属锌(简称“超高纯锌”)。超高纯锌是指纯度达到99.99999％(7n)以上的锌，7n级超高纯锌可作为微电子、光电子器件、半导体掺杂和生物医药制备不可或缺的关键基础材料，并且由超高纯锌制备的碲锌镉(czt)核辐射探测器在国防、安防、定位、制导的红外探测等领域有着广泛应用。因此，开发超高纯锌的制备技术对我国半导体产业、核工业和痕量检测技术的发展也有着重大的现实意义和社会意义。

2、目前，制备超高纯锌方法主要包括电解精炼法、真空蒸馏法和区域熔炼法。如专利cn117418113a提供了一种超高纯锌的除铅工艺及装置，即采用两次蒸馏塔联合蒸馏到超高纯锌。但该方法使用石墨作为容器，而石墨为多孔结构，碳会渗入超高纯锌，导致超高纯锌的碳含量偏高，从而降低了由超高纯锌制备的碲锌镉晶体的性能。

3、专利cn116411314a提供了一种高纯锌的制备方法，即以提纯后的氟化锌和氟化铵的混合晶体、水与铵盐或氨的混合液为电解液，通过电解，得到高纯锌。但该方法的提纯效果较差，难以得到超高纯锌。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种超高纯锌的制备方法、一种超高纯锌的制备装置、一种超高纯锌及其应用。该制备方法通过一次蒸馏即可得到超高纯锌(7n)，简单方便，易于实现。

2、为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种超高纯锌的制备方法，包括：

4、在真空环境下，将原料锌于450～650℃加热，得到蒸发物；

5、将蒸发物在150～250℃保温，得到超高纯锌。

6、优选地，所述原料锌为5n原料锌。

7、优选地，所述真空环境的压力为0.0001～0.01pa。

8、优选地，所述保温的时间为6～12h。

9、优选地，所述加热和保温均在石英材质的容器内进行。

10、优选地，所述保温结束后，还包括熔料步骤。

11、第二方面，本发明提供一种超高纯锌的制备装置，包括：

12、蒸馏单元，所述蒸馏单元内部设置有原料锌的储存单元；

13、与所述蒸馏单元相连通的产品收集单元；

14、与所述产品收集单元相连通的冷凝单元；

15、以及设置在蒸馏单元一侧的真空口；

16、其中，所述蒸馏单元的外侧设置有高温区加热器；

17、所述产品收集单元的外侧设置有低温区加热器。

18、优选地，所述制备装置还包括熔料装置。

19、第三方面，本发明提供一种上述制备方法或制备装置制备得到的超高纯锌，所述超高纯锌中碳的含量小于0.1ppm。

20、第四方面，本发明提供一种上述超高纯锌在制备碲锌镉核辐射探测器中的应用

21、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

22、本发明提供了一种超高纯锌的制备方法，该方法在真空环境下，将原料锌于高温区(450～650℃)加热，使得锌和低沸点杂质从高温区蒸发，高沸点杂质则残留在高温区。气态锌扩散至低温区(150～250℃)凝华，低沸点杂质则在冷凝石英管内冷凝。这样可以保证，凝华得到的固态锌为超高纯锌。进一步，本发明优选在石英材质的容器内进行上述加热和保温，可以避免杂质碳的引入，经测试，采用本发明提供的制备方法得到的超高纯锌，其含碳量小于0.1ppm，可以满足碲锌镉(czt)核辐射探测器的制备需要。

技术特征：

1.一种超高纯锌的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述原料锌为5n原料锌。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述真空环境的压力为0.0001～0.01pa。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述保温的时间为6～12h。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述加热和保温均在石英材质的容器内进行。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述保温结束后，还包括熔料步骤。

7.一种超高纯锌的制备装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括熔料装置。

9.根据1～6中任一项所述的制备方法或根据权利要求7～9中任一项所述的制备装置制备得到的超高纯锌，其特征在于，所述超高纯锌中碳的含量小于0.1ppm。

10.权利要求9所述的超高纯锌在制备碲锌镉核辐射探测器中的应用。

技术总结本发明提供了一种超高纯锌的制备方法、一种超高纯锌的制备装置、一种超高纯锌及其应用。该制备方法在真空环境下，将原料锌于高温区(450～650℃)加热，使得锌和低沸点杂质从高温区蒸发，高沸点杂质则残留在高温区。气态锌扩散至低温区(150～250℃)凝华，低沸点杂质则在冷凝石英管内冷凝。这样可以保证，凝华得到的固态锌为超高纯锌。经测试，采用本发明提供的制备方法得到的超高纯锌，其含碳量小于0.1ppm，可以满足碲锌镉(CZT)核辐射探测器的制备需要。技术研发人员：李清宇,吴广杰受保护的技术使用者：广东先导微电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4