CN101014721A

CN101014721A - 工业方法

Info

Publication number: CN101014721A
Application number: CNA2005800299722A
Authority: CN
Inventors: G·W·詹森; M·W·内格尔; V·拉贾库玛
Original assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Current assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2025-07-29
Also published as: WO2006010223A1; CN100557044C; US20090120239A1

Abstract

一种由相应的金属卤化物生产金属的方法，该方法通过金属卤化物与还原剂的反应形成所述金属和所述还原剂的卤化物，该反应在含有金属晶种粒子的流化床的反应器中在高温和大气压下进行，所述方法包括：向反应器中以一定的速率和量注入惰性气体来有效形成晶种粒子流化床并保证未反应的还原剂和还原剂的卤化物在占主要的温度和压力条件下，在反应器中不会富集；保持反应器中混合物的温度在金属的熔点以下；以及以与通过金属卤化物与还原剂之间的均相气相反应形成金属相比更有利于在晶种粒子上形成金属的方式，向流化床中输送金属卤化物和还原剂。

Description

工业方法

本发明提供一种通过还原相应的金属卤化物生产金属或合金的方法。本发明还涉及适合实施该方法的设备。

本发明将参考用镁还原四氯化钛生产钛来详细描述。但是，需要指出的是本发明在原理上有着更广义的适用性，因此本发明可以用于使用相似的还原反应制备其它金属。

由镁还原四氯化钛的Kroll工艺在世界范围内用来生产钛。该反应在不锈钢反应器中进行，在该反应器中熔融的镁和气态四氯化钛接触，生成的钛呈“海绵”状。虽然该生产工艺已经使用了约50年，但是所涉及的反应机理和海绵钛的形成机理没有被清楚地认识。该反应被认为是以下述方程式表示：

TiCl₄(g)+2Mg(1)＝Ti(s)+2MgCl₂(1)

遗憾的是，由于海绵状物在其形成时发生粘附到反应器上被反应器的铁污染，Kroll工艺是一种低效率和钛产率低的间歇性生产方法。并且，氯化镁产物和未反应的镁会残留在海绵钛中，这些杂质必须通过真空蒸馏步骤在随后被除去。该步骤同样也是一个间歇性的操作。考虑到污染问题，所述的海绵体必须通过一步或多步真空电弧熔化精炼来生产符合质量的钛。

生产钛的各种不同工艺也已经被建议。然而，这些工艺也存在相关的缺点。因此，US2,827,371描述一种生产钛的方法，其中在氯化钠粒子床中将四氯化钛与钠在惰性气氛下反应。但是所得的钛粉必须经过在惰性氛围下加热到850℃使之反应性降低的后处理。

US4,877,445公开了一种流化床工艺，其中四氯化钛蒸气与镁蒸气在1000-1200℃的温度下反应。该反应在低绝对压力(20-50托的范围内)下进行以阻止未反应的镁和反应产物氯化镁的冷凝。这些物质的冷凝会导致产物污染和/或反应器结垢。在实际中，在工业规模下，很难维持这类工艺所需的低操作压力。

JP3-150326教导了一种可在大气压下进行的替代方法。其中通过热惰性气体流将气态四氯化钛和气态镁吹入钛晶种粒子的流化床中。控制送入床中的惰性气体的量以保证在反应器内的温度下，在反应器中未反应的镁和氯化镁的分压低于各自的平衡蒸气压。以该方式使用惰性气体使得反应能够在大气压下进行并避免未反应的镁和/或氯化镁的冷凝。在所述的方法中，反应物和热的惰性气体通过分散盘从下部送入流化床。其目的是作为非均相反应的结果在反应中产物钛形成于晶种粒子表面，并且当这些粒子成长到特定的粒径时，将它们从反应器中移出。

虽然从JP3-150326的公开内容来看并不清楚，但是可以认为，由于引入流化床中的反应物混合不受控制，在反应器中会发生大量的气相反应。这样的均相(气相)反应会导致细小的、亚微米级钛颗粒的形成而不是晶种粒子的生长。这本身会引起问题，因为生成的细小钛颗粒难以处理，并且比更大的颗粒更易于烧结和氧化。而且，细小的粒子会在后处理工艺中引起氧化燃烧。

这些与JP3-150326中公开的方法有关的问题也在同一申请人的JP3-150327有所涉及。JP3-150327使用如JP3-150326中描述的主流化床反应器和处理连续从主反应器中移出的钛颗粒的第二流化床。第二流化床的功能之一是从主反应器中生成的钛颗粒中分离出所需粒径的钛颗粒。其目的是将细小的颗粒返回到反应器中通过钛的沉积进行进一步生长。可以认为本领域技术人员会认同，在JP3-150327中，以该种方式进行的工艺中，在主反应器中会有相当比例的细小钛颗粒生成是公知的。

本发明寻找一种克服与这些已知方法相关的缺点的方法。因此，本发明寻求提供一种通过还原相应的金属卤化物来制备金属的方法，该方法能够生产高产率和高纯度的金属。本发明还寻求提供一种生产金属的方法，该方法能在大气压下操作并且不会导致大量细小的金属颗粒产生的。在一个优选的实施方案中，本发明的工艺可以连续操作。

据此，本发明提供一种由相应的金属卤化物生产金属的方法，该方法通过金属卤化物与还原剂的反应形成所述金属和所述还原剂的卤化物，该反应在含有金属晶种粒子的流化床的反应器中在高温和大气压下进行，所述方法包括：

向反应器中以一定的速率和量注入惰性气体来有效形成晶种粒子流化床并保证未反应的还原剂和还原剂的卤化物在常用的温度和压力条件下，在反应器中不会冷凝；

保持反应器中最高温度在金属的熔点以下；以及

以与通过金属卤化物与还原剂之间的均相气相反应形成金属相比更有利于在晶种粒子上形成金属的方式，向流化床中输送金属卤化物和还原剂。

在本发明的内容中，所制备的金属可以是单种金属单质或两种或以上金属的合金。除另有说明外，术语“金属”指单种金属或合金。

本发明的关键在于考虑促进在构成流化床的晶种粒子表面上反应物的接触，从而保证非均相反应并使金属沉积在晶种粒子的表面。也可以认为这种效应能够减少或完全消除气相中反应物之间的相互作用，这种相互作用可能导致形成细小金属颗粒。为了促进金属在组成流化床的晶种粒子的表面形成，控制反应物输送到流化床中并使之相互接触的方法在现有技术中没有任何公开。通过采用具体的步骤控制反应物如何相互接触，本发明的工艺更有利于通过金属在晶种粒子表面上沉积而使晶种粒子粗糙化而不是反应物通过均相气相反应生成新的细小金属颗粒。

不希望受理论束缚，据信将反应物之一在没有与共反应物有任何接触以前在晶种粒子表面存在并能为反应获得的方式输送反应物到流化床，有可能促进在构成流化床的晶种粒子表面上非均相气相反应。因此实施本发明的方法的方式取决于在流化床的运作条件下，存在于所用反应物和晶种粒子之间的表面相互作用的类型。例如，如果认识到气态反应物被吸附或浸渍到与其接触的晶种粒子的表面上，根据本发明需要确保该吸附或浸渍发生在该反应物与共反应物接触之前。认识这些相互作用对于实施本发明和设备的设计是十分重要的。

成功实施本发明还将包括认识和/或控制随着本发明工艺的进行晶种粒子在流化床中如何流动。值得注意的是，可以认为反应物之一在与共反应物接触前与晶种粒子“结合(associated)”是重要的。晶种粒子在相关的反应物输送区域的流动方式会影响这种结合。并且，在该反应物已经适当地结合到晶种粒子上后，流化床中的粒子的移动通常依赖反应物的接触。通过采用该方法，实现向流化床中引入反应物时避免反应物的不可控的接触从而避免反应物的不可控均相气相反应成为可能。为了通过金属沉积获得所希望的晶种粒子的生长，必须在晶种粒子表面重复进行反应。因此，在晶种粒子被金属包裹以后，再循环这些被包裹的晶种粒子使之再次与相应的反应物结合也是重要的。在这样的结合之后，晶种粒子对于与共反应物反应来说是“初始化”的，并且这些晶种粒子流入床中共反应物存在的区域。通过这种方式晶种粒子不断地循环通过反应物占据的相应区域，每次循环在粒子表面形成金属。

在实际中，各种因素会影响晶种粒子在流化床中的流动方式。这类的因素可以包括反应器的形状、晶种粒子的初始粒径、如何输送惰性气体和/或在反应器中温度条件及其变化。有必要调整一些或所有这些可变因素来优化本发明的工艺。并且，反应物输送入流化床中的方式，以及反应物与晶种粒子进行必要的结合所需的停留时间也是成功操作本发明的相关因素。在反应物被送入流化床的瞬间，反应物与晶种粒子的结合，如果不是这样，这种情况必须考虑。如果反应物在与晶种粒子发生结合前会发生一定程度的相变，就应该考虑该因素。任意或所有这些因素可以通过计算机模型和/或试验来估测，从而可以设计出合适的反应器和相应的操作条件。

在本发明的一个实施方案中，两种反应物都以气体/蒸气的形式输送到流化床中，其中反应物之一在与共反应物接触前，被晶种粒子吸附或浸渍晶种粒子。典型地，在本实施方案中，金属卤化物与晶种粒子结合。

本实施方案可通过将反应物输送到流化床中的各自不同的区域来实施。在该情况下，输送反应物的位置和晶种粒子流动满足晶种粒子与反应物之一(第一反应物)接触，从而与之结合，随后这些粒子流入另一(第二)反应物存在的区域。反应物在晶种粒子的表面发生反应然后金属沉积在粒子表面。在有了用于这一反应的位点后，在该床中的晶种粒子的流动使粒子再次与第一反应物接触。

本实施方案可以通过每个反应物一个单独的喷嘴来实现。考虑晶种粒子在流化床中确认的流型按需要安排喷嘴在反应器中的空间位置。另外，使用单一的喷嘴输送独立的反应物流可以达到预期的效果。在此本发明可以通过使用具有同心出口的反应物喷嘴来实现。例如，该喷嘴含有一个喷一种反应物的中心管道，周围被另一个反应物的环形管道包围。在这种情况下，通常在流化床中的晶种粒子流会穿过从环形管输送的反应物流，进入到从中心管输送的反应物流，然后再循环该粒子流如此等等。在这种情况下，应当理解粒子流适合于将第一反应物通过环形管输送，而第二反应物通过中心管输送。

可以通过在相邻的反应物流间注入惰性气体来防止反应物的过早接触。在此本发明的惰性气体能阻止反应物之间发生反应直到反应物之一与晶种粒子结合。然而，在这种情况下，惰性气体不能干扰在反应器中晶种粒子所希望的流动。在所述的同心喷嘴设计中，惰性气体可以通过在输送反应物的中心管和环形管之间的环形管输送。

在另一个实施方案中，反应物之一以液态形式存在于流化床中，该反应物在与共反应物作为微粒流的接触前润湿或包裹晶种粒子的表面。尽管使用液态反应物时，可以使用其它输送方式，例如借助重力的输送方式，上述的相同原理这里同样适用气体反应物。

根据本发明，使用惰性气体调整未反应的反应物和还原反应后形成的卤化反应物的分压。可以根据所需分压适当的改变输送到反应器中的惰性气体的量以防止这些物质在反应器的希望操作温度下冷凝。可以参考四氯化钛/镁反应体系来说明这是如何实现的。在此希望阻止生成的氯化镁和任何未反应的镁的冷凝。下表说明了氯化镁在大气压下(即氯化镁的分压为1大气压时)气化温度为1418℃，而镁为1100℃。在降低的绝对压力下，这些物质的分压等于绝对压力的温度变低，它们的气化温度也变低。

气体分压(atm)	MgCl₂沸点(近似值)(℃)	Mg沸点(近似值)(℃)
气体分压(atm)	MgCl₂沸点(近似值)(℃)	Mg沸点(近似值)(℃)	1	1418	1103
0.5	1311	1024	1	1418	1103
0.5	1311	1024	0.065(50托)	1068	837

为保证制备工艺在降低的温度下进行，同时避免氯化镁的冷凝(在相同压力下镁的沸点更低)，通常在低压条件下操作该工艺。因此，如果该工艺在绝对反应压力为50托(如在US4,877,445)操作时，反应温度要在1068℃以上以避免氯化镁的冷凝。然而，根据本发明，通过降低氯化镁的分压而不是降低反应器中的绝对压力可以获得同样的效果。这可以通过向反应器中注入合适量的惰性气体来实现。这使得本发明的工艺能够在大气压下，在低于氯化镁的公知沸点的温度下操作。因此，如果希望在1320℃，大气压下操作本发明的工艺，必须使用一定量的惰性气体降低氯化镁的分压至0.5atm。这样氯化镁的沸点为1311℃，即低于所选的操作温度。

使用更大量的惰性气体可以使工艺在更低的温度下操作(在大气压下)同时避免氯化镁的冷凝。但是，在实际中，使用过多的惰性气体稀释来获取低的操作压力通常不方便和/或不经济。向流化床中注入大量的惰性气体也会引起在流化床中不希望的波动并且很难在流体床中达到希望的粒子流型(flow patterns)。

本领域技术人员可以毫不费力地以使用惰性气体的方式来调整分压，尤其是在JP3-150326和JP3-150327的教导下。通常使用氩气或氦气做为惰性气体。

用于实施本发明的晶种粒子由还原反应所希望制备的金属组成。根据所涉及的原理，通过改变晶种粒子的表面性质和/或晶种粒子的原始粒径可以增强反应物之一与晶种粒子的结合能力。通常，晶种粒子的原始粒径为200到500μm但不仅限于此范围。通常希望将变粗糙的粒子从反应器中移出。如果本发明的工艺以间歇方式操作，粗糙化的粒子从反应器中被移出，并在反应器中再装入合适大小的新的晶种粒子。

这就是说，根据本发明的优选的实施方案，本发明的工艺是连续操作的。为了达到此目的，必须将被金属包裹并生长到预定尺寸的晶种粒子移出，和向反应器中补充小的晶种粒子。这些晶种粒子可以是来自床中被磨损的金属包裹的现有晶种粒子生成的自传晶种粒子和/或从入口补充到床中用于金属沉积的新的晶种粒子。具有预期大小的粒子可以从反应器中通过合适的出口回收。基本上，粗化的粒子通过基于粒径和流化条件的自调整方法从反应器中移出。被移出的粒子随后被冷却。重要的是，被包裹的粒子的移出、在床中自传晶种粒子的生成和新的晶种粒子的引入对形成流化床粒子所希望的流型没有负面影响。

典型的，还原反应是放热的。在这种情况下，根据本发明的优选实施方案，至少一种反应物以固态或液态形式输送到流化床中，随后至少一种反应物由于床中的温度而发生相变。相变是吸热的，这可以有助于在还原反应进程中缓和反应器内的温度。如果利用一种或两种反应物的相变化，仍然需要保证本发明的总原理的实施和维持。

这里在流化床中反应物发生反应的区域称为“反应区”。在一个优选的实施方案中，在金属沉积在晶种粒子的表面后，迅速将新制的被包裹的粒子从反应区中移出(借助于流化床中建立的流型)并且在反应区以外的低温区迅速地骤冷。由于还原反应通常是放热的，反应区的温度高于不发生还原反应的流化床其它部分。

希望控制流化床内的温度以保证任何可能形成的细小金属颗粒烧结，而不发生较大的金属颗粒烧结。如果反应是放热的，事实上需要具体步骤来降低流化床中的平均温度。按照适用于本发明的总原理，缓和反应器中的温度是无论如何需要考虑的。温度可以通过改变反应物的温度和/或，以及输送的惰性气体的量和温度和/或依赖于如上所述的反应物的相转变来调节。反应所导致的能量释放可以通过合适的热交换体系用于将反应物转变成气体。如果从反应器本身得到的能量不够，可以通过烧燃料，例如在空气中燃烧甲烷来添加能量。

本发明优选用于通过合适的还原剂，例如镁或锌还原四氯化钛来生产钛。也就是说，本发明可以用于通过合适的还原剂以类似的还原反应生产合金和其它金属。因此，本发明可以用于从相应的氯化物中生产锆、硅、钽或铌。本领域技术人员熟悉每种情况下采用的合适还原剂。

对于四氯化钛/镁反应体系，在一个实施方案中，将两种反应物都以气态形式输送到流化床中。处于气态的四氯化钛会被吸附或浸渍到形成流化床的钛晶种粒子的表面上。从而保证四氯化钛与晶种粒子接触发生在与镁接触之前。

作为替代方案，镁可以熔融液态的形式提供到流化床中。镁可以湿润/包裹在晶种粒子的表面，从而与晶种粒子接触以形成必要的反应物/晶种粒子的结合。流化床中晶种粒子的流型和气态四氯化钛的输送采用应使得与四氯化钛接触之前镁湿润/包裹晶种粒子。在一个优选的实施方案中，镁以固态形式输送到具有足以能立即使镁熔化的温度的反应器中。此前已经描述过这种相变可以用来缓和反应器温度。

本发明的实施方案通过附图进一步说明，但不是对本发明的限制。这些附图是：

图1是本发明的一种操作模式的示意图；

图2是在本发明的一个实施方案中使用的同心喷嘴的操作概念；

以及图3是本发明的另一种操作模式的示意图。

在下面的附图中以四氯化钛/镁为反应体系来讨论。但是，对于该反应体系，其目的仅仅是用于说明而不限于图中所示的实施例。

在图1示意的实施方案中，Mg和TiCl₄以气态形式输送到流化床中。TiCl₄和Mg通过同心喷嘴从床下部输送，Mg通过中心管输送，TiCl₄通过环绕的环形管输送。在图1所示的实施方案中，有两个这样的喷嘴，每个都装在一对向流化床中提供氩气的氩气输送管之间。

如上所述，采用合适的操作参数，可以相信在每个同心喷嘴附近的晶种粒子流型如图2所示。这里的晶种粒子从外围区域循环到Mg注入流化床位置之上的中心区域。输送TiCl₄使其流向中心区时与晶种粒子接触。在TiCl₄与晶种粒子接触时据信TiCl₄被吸附在或浸渍晶种粒子的表面。随后结合TiCl₄的晶种粒子流入反应区，在其中与共反应剂Mg接触。在反应区中，TiCl₄与Mg在晶种粒子的表面反应，结果Ti沉积在粒子表面从而导致晶种粒子的生长。该反应是放热的并根据反应物的温度和使用的氩气量的不同，反应区温度通常在1800-3500℃之间。氩气可以在注入以前先预热。

在反应区中被Ti包裹后，包裹后晶种粒子从反应区中移走，并进入到流化床的较冷却部分，在此与床中的其它粒子接触后迅速骤冷。

典型的，对于用镁还原四氯化钛，流化床在温度1200℃，大气压下操作。相应的反应区的温度为约1880℃。

还原反应生成的MgCl₂在反应器的主要条件下仍保持为气态。如果在更低的温度下操作则需要使用更多的氩气，使得MgCl₂具有更低的蒸气分压，从而避免之前已经讨论的按照反应生成的MgCl₂的冷凝。

MgCl₂气体和氩气从流化床反应器的顶部离开并进入骤冷装置，该装置可以是颗粒MgCl₂形成的循环流化床骤冷器。在所述的床中氩气被迅速冷却并且MgCl₂在床中MgCl₂颗粒表面冷凝。可以使用各种不同的骤冷器设计。所述的MgCl₂颗粒可以用于在电解池中以常规方式生成镁。

具有合适大小的钛颗粒可以从流化床反应器中回收并补充新的晶种粒子。通过这种方式本发明可以连续运作。

作为本发明的操作工艺的一种替代实施方案如图3所示。该实施方案采用包含钛晶种粒子流化床的喷动床反应器。热的惰性气体与气态TiCl₄从该床的底部送入。氩气通过喷管末端的中心喷嘴送入。TiCl₄经具有氩气注入喷嘴的喷管外表面和反应器内表面之间的环形空间输送到流化床中。固态Mg通过反应器壁上位于TiCl₄入口之上的单独的入口送入。在反应器内部的温度引起Mg的立即熔化并且可以相信由此导致晶种粒子在镁入口处被一薄层的Mg包裹。

被包裹的晶种粒子的流型应使这些晶种粒子随后流入到TiCl₄存在的流化床区域。然后还原反应在Mg包裹的晶种粒子的表面发生形成MgCl₂(在主要的条件下呈气态)和在晶种粒子上的新的Ti包裹层。如上述其它实施方案一样，床中的粒子的流型是这样的，钛包裹的粒子循环通过反应体系中发生骤冷的较冷却区。这可以在同一容器或不同的容器中进行。骤冷后的粒子可以供在Mg入口附近再循环，在那它们通过后继的反应被Mg包裹，或从反应器中放出，并适当的补充所述粒子。MgCl₂可以通过上述图1涉及的方法处理。

由于流化床中单位体积的有效传热表面积大，可以实现高效的热交换速率。这样能使反应物和/或惰性气体的输入和/或在流化床中的反应引起的温度波动达到迅速平衡。

在这两个实施方案中，重要的是晶种粒子在与共反应物接触前与反应物之一适当地结合。这可以通过改变上述工艺参数来实现。

在本说明书和其后的权利要求中，除非在文中另做规定，词语“包括”及其各种变化例如“包括”和“包括”应当理解为表示包含一定整体或步骤或一组整体或步骤，但不排除还包含其它整体或步骤或整体组或步骤组。

在本说明书中引用的任何现有技术在澳大利亚部分属于公知常识，不能被认为是公知常识或任何形式的暗示。

Claims

1.一种由相应的金属卤化物生产金属的方法，该方法通过金属卤化物与还原剂的反应形成所述金属和所述还原剂的卤化物，该反应在含有金属晶种粒子的流化床的反应器中在高温和大气压下进行，所述方法包括：

向反应器中以一定的速率和有效量注入惰性气体来形成晶种粒子流化床并保证未反应的还原剂和还原剂的卤化物在常用的温度和压力条件下，在反应器中不会冷凝；

保持反应器中最高温度在金属的熔点以下；以及

2.根据权利要求1的方法，其包括通过输送反应物到流化床中使得反应物之一在与共反应物接触前在晶种粒子的表面存在并能为反应获得来促进在形成流化床的晶种粒子的表面上的非均相反应。

3.根据权利要求1的方法，其中反应物以气体/蒸气形式被输送到流化床中并且反应物之一在与共反应物接触前被晶种粒子吸附或浸渍晶种粒子。

4.根据权利要求3的方法，其中生成的金属卤化物与晶种粒子结合。

5.根据权利要求3的方法，其中反应物分别被输送到流化床中的不同区域。

6.根据权利要求5的方法，其中输送反应物的位置和晶种粒子的流动应使得晶种粒子与反应物之一接触，从而与之结合，随后这些粒子流入另一反应物存在的区域，反应物在晶种粒子的表面发生反应然后金属沉积在粒子表面。

7.根据权利要求3的方法，其中每种反应物使用各自的注射喷嘴来输送。

8.根据权利要求3的方法，其中使用具有同心的反应物出口的注射喷嘴输送反应物。

9.根据权利要求8的方法，其中通过在相邻的反应物流之间注入惰性气体来阻止反应物的过早接触。

10.根据权利要求9的方法，其中惰性气体通过装在输送反应物的中心管和环形管之间的环形管输送。

11.根据权利要求1的方法，其中反应物之一以液态形式存在于流化床中，该反应物在由于微粒流动而与共反应物接触前润湿晶种粒子的表面。

12.根据权利要求1的方法，其中晶种粒子由与通过还原反应所要生成的金属相同的金属形成。

13.根据权利要求1的方法，其中粗糙化的粒子通过基于粒子尺寸和流化条件的自调节方法从反应器中移出。

14.根据权利要求1的方法，其中还原反应是放热的，并且至少一种反应物以固态或液态形式输送到流化床中，随后该至少一种反应物由于流化床中的温度而发生相变，从而在还原反应进程中缓和反应器内的温度。

15.根据权利要求1的方法，用来通过还原四氯化钛制备钛。

16.根据权利要求15的方法，其中还原剂是镁。

17.根据权利要求16的方法，其中四氯化钛和镁以气态形式输送到流化床中。

18.根据权利要求16的方法，其中镁以熔融液态的形式存在于流化床中，其中四氯化钛以气态形式输送到流化床中，其中镁在与四氯化钛接触前润湿晶种粒子。

19.根据权利要求18的方法，其中镁以固态形式输送到具有足以能立即使镁熔化的温度的反应器中。

20.实施权利要求1的方法的装置，其包括流化床反应器，该流化床反应器适合于以较通过金属卤化物与还原剂之间的均相气相反应形成金属更有利于使金属在流化床中的晶种粒子上形成的方式输送金属卤化物和还原剂到该流化床。

21.根据权利要求20的装置，包括一个用于输送气态反应物到流化床中的注射喷嘴，所述喷嘴包括同心的反应物出口。

22.根据权利要求21的装置，其中注射喷嘴包括一个输送惰性气体的环形管，该环形管装在输送反应物的中心管和环绕管之间。

23.根据权利要求20的装置，包括一个喷动流化床反应器，适合于从该流化床的底部输送气态金属卤化物和加热的惰性气体；和输送固体反应物到反应器中独立的入口，所述入口在流化床底部以上的反应器壁上。