CN114107700A - 一种海绵钛的生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海绵钛的生产系统，涉及有色金属冶炼领域，包括预处理模块、生产模块和除杂模块，所述预处理模块包括如下步骤，步骤一，将钛铁矿石预处理制成氧化球团，之后将氧化球团氯化还原制成四氯化钛液体。本发明通过筛选机和磁选机将镁粉中的杂质祛除以避免磨珠磨损后留有杂质在煤粉内部，通过两个蓄热式加热炉将第一加热箱和第二加热箱中的四氯化钛和高纯度镁粉气化形成四氯化钛蒸汽和镁蒸汽，同时两个换热器使两个蓄热式加热炉排出的热烟气与反应釜进行热交换将反应釜预热以减少反应釜所需耗能，之后通过真空泵将反应釜抽真空避免空气中的微量元素与四氯化钛和镁发生反应，方便连续化生产增加生产效率，同时增加海绵钛的纯度。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属冶炼领域，具体为一种海绵钛的生产系统。
背景技术
钛是一种密度小、比强度高、耐腐蚀性强的金属，广泛应用于航空航天、化工、冶金、轻工、船舶、汽车、医药、建筑等工业，在对海绵钛生产时需要将钛铁矿还原氯化成四氯化钛，再将四氯化钛放入反应釜中充以氩气，使它们与金属镁反应得到海绵钛。
现在的海绵钛加工方法通常是将钛铁矿还原氯化成四氯化钛，再将四氯化钛放入反应釜中充以氩气使四氯化钛与金属镁反应得到海绵钛，这种加工方式为间隙性生产加工，加工间隔时间内较久导致生产耗时较长，同时海绵钛在产出后内部容易残留有铁、氯和镁元素，杂质过多容易影响海绵钛的质量使用较为不便。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种海绵钛的生产系统，以解决间歇性生产加工缓慢同时杂质较多的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海绵钛的生产系统，包括预处理模块、生产模块和除杂模块。
进一步的，所述预处理模块包括如下步骤，
步骤一，将钛铁矿石预处理制成氧化球团，之后将氧化球团氯化还原制成四氯化钛液体；
步骤二，将镁块放入球磨机内制成镁粉，之后通过筛选机和磁选机减少镁粉中的杂质制成高纯度镁粉。
通过采用上述技术方案，四氯化钛和镁以蒸汽的形态连同氩气进入反应釜中进行还原反应，气体与气体之间接触可以一定程度加快反应速度同时便于连续化生产，由于镁被球磨机研磨成细粉从而加快热量的传递使镁更快变成镁蒸汽，减少加工耗时。
进一步的，所述生产模块包括如下步骤，
步骤一，将四氯化钛液体放入第一加热箱内，再将高纯度镁粉放入第二加热箱内，之后通过两个蓄热式加热炉分别将第一加热箱和第二加热箱加热使四氯化钛液体和高纯度镁粉制成四氯化钛蒸汽和镁蒸汽；
步骤二，两个蓄热式加热炉排放的烟气分别通过两个换热器与反应釜进行热交换将反应釜预热；
步骤三，通过真空泵将反应釜内抽真空，通过引风机将保护气充入第二加热箱内使保护气作为载体携带镁蒸汽进入反应釜内，同时将四氯化钛蒸汽充入反应釜内做还原反应制成海绵钛和氯化镁；
步骤四，在反应釜做还原反应时保护气进入旋转分离器内通过旋风分离器将保护气中多余未反应的镁蒸汽分离，之后保护气进入冷却器内冷却，冷却结束后保护气重新回到第二加热箱内作为载体间歇性向反应釜内加入镁蒸汽；
步骤五，之后将海绵钛和氯化镁输入至真空蒸馏器内将海绵钛和氧化镁分离排出。
通过采用上述技术方案，通过两个蓄热式加热炉将第一加热箱和第二加热箱中的四氯化钛和高纯度镁粉气化形成四氯化钛蒸汽和镁蒸汽，同时两个换热器使两个蓄热式加热炉排出的热烟气与反应釜进行热交换将反应釜预热以减少反应釜所需耗能，之后通过真空泵将反应釜抽真空避免空气中的微量元素与四氯化钛和镁发生反应。
进一步的，所述除杂模块包括如下加工步骤，
步骤一，将浸泡液倒入超声波清洗机内，再将海绵钛置于超声波清洗机内浸泡于浸泡液将大部分残余的镁、铁和铁杂质祛除，浸泡结束后超声波清洗机将浸泡液连同杂质排出，同时向超声波清洗机输入纯水对海绵钛进行清洗，清洗结束后通过烘干机对海绵钛进行烘干。
通过采用上述技术方案，通过浸泡液将海绵钛浸泡析出海绵钛中的杂质从而提升海绵钛的纯度，之后清洗机将浸泡液和杂质排出之后充入纯水对海绵钛进行清洗避免杂质和浸泡液残留，清洗完毕后通过烘干机将水分烘干。
进一步的，所述步骤一中第一加热箱的温度为140℃，且所述步骤一中第二加热箱的温度为1110℃。
通过采用上述技术方案，通过两个蓄热式加热炉将第一加热箱和第二加热箱中的四氯化钛和高纯度镁粉气化形成四氯化钛蒸汽和镁蒸汽，同时两个换热器使两个蓄热式加热炉排出的热烟气与反应釜进行热交换将反应釜预热以减少反应釜所需耗能。
进一步的，所述步骤一中浸泡液由质量分数为4至7％的盐酸和质量分数为4至7％的硝酸混合制成，且所述步骤一中浸泡时间为2至4h。
通过采用上述技术方案，通过浸泡液将海绵钛浸泡析出海绵钛中的杂质从而提升海绵钛的纯度，之后清洗机将浸泡液和杂质排出之后充入纯水对海绵钛进行清洗避免杂质和浸泡液残留。
进一步的，所述步骤三中反应釜的温度为1000℃，且所述步骤三和步骤四中的保护气为氩气。
通过采用上述技术方案，之后四氯化钛和镁以蒸汽的形态连同氩气进入反应釜中进行还原反应，气体与气体之间接触可以一定程度加快反应速度同时便于连续化生产。
进一步的，所述步骤一中烘干机的烘干温度为140℃，且所述步骤一中烘干机的烘干时间为20至40min。
通过采用上述技术方案，通过浸泡液将海绵钛浸泡析出海绵钛中的杂质从而提升海绵钛的纯度，之后清洗机将浸泡液和杂质排出之后充入纯水对海绵钛进行清洗避免杂质和浸泡液残留，清洗完毕后通过烘干机将水分烘干。
综上所述，本发明主要具有以下有益效果：
1、本发明通过筛选机和磁选机将镁粉中的杂质祛除以避免磨珠磨损后留有杂质在煤粉内部，通过两个蓄热式加热炉将第一加热箱和第二加热箱中的四氯化钛和高纯度镁粉气化形成四氯化钛蒸汽和镁蒸汽，同时两个换热器使两个蓄热式加热炉排出的热烟气与反应釜进行热交换将反应釜预热以减少反应釜所需耗能，之后通过真空泵将反应釜抽真空避免空气中的微量元素与四氯化钛和镁发生反应，之后四氯化钛和镁以蒸汽的形态连同氩气进入反应釜中进行还原反应，气体与气体之间接触可以一定程度加快反应速度同时便于连续化生产，由于镁被球磨机研磨成细粉从而加快热量的传递使镁更快变成镁蒸汽，减少加工耗时，同时保护气进入旋风分离器内将多余未完全反应的镁蒸汽分离排出，之后保护气进入冷却器内降低温度再重新进入第二加热箱内继续作为载体间歇性向反应釜内提供镁蒸汽，以便于连续性生产加工海绵钛，四氯化钛蒸汽与镁蒸汽反应后产生海绵钛和氯化镁进入真空蒸馏器内分离排出，之后通过浸泡液将海绵钛浸泡析出海绵钛中的杂质从而提升海绵钛的纯度，之后超声波清洗机将浸泡液和杂质排出之后充入纯水对海绵钛进行清洗避免杂质和浸泡液残留，清洗完毕后通过烘干机将水分烘干，方便连续化生产增加生产效率，同时增加海绵钛的纯度。
附图说明
图1为本发明的模块流程图；
图2为本发明的模块生产流程图；
图3为本发明的生产流程图。
具体实施方式
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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例一：
本发明提供一种技术方案：一种海绵钛的生产系统，参阅图1、2和3所示，包括预处理模块、生产模块和除杂模块。
进一步的，所述预处理模块包括如下步骤，
步骤一，将钛铁矿石预处理制成氧化球团，之后将氧化球团氯化还原制成四氯化钛液体；
步骤二，将镁块放入球磨机内制成镁粉，之后通过筛选机和磁选机减少镁粉中的杂质制成高纯度镁粉。
进一步的，所述生产模块包括如下步骤，
步骤一，将四氯化钛液体放入第一加热箱内，再将高纯度镁粉放入第二加热箱内，之后通过两个蓄热式加热炉分别将第一加热箱和第二加热箱加热使四氯化钛液体和高纯度镁粉制成四氯化钛蒸汽和镁蒸汽；
步骤二，两个蓄热式加热炉排放的烟气分别通过两个换热器与反应釜进行热交换将反应釜预热；
步骤三，通过真空泵将反应釜内抽真空，通过引风机将保护气充入第二加热箱内使保护气作为载体携带镁蒸汽进入反应釜内，同时将四氯化钛蒸汽充入反应釜内做还原反应制成海绵钛和氯化镁；
步骤四，在反应釜做还原反应时保护气进入旋转分离器内通过旋风分离器将保护气中多余未反应的镁蒸汽分离，之后保护气进入冷却器内冷却，冷却结束后保护气重新回到第二加热箱内作为载体间歇性向反应釜内加入镁蒸汽；
步骤五，之后将海绵钛和氯化镁输入至真空蒸馏器内将海绵钛和氧化镁分离排出。
进一步的，所述除杂模块包括如下加工步骤，
步骤一，将浸泡液倒入超声波清洗机内，再将海绵钛置于超声波清洗机内浸泡于浸泡液将大部分残余的镁、铁和铁杂质祛除，浸泡结束后超声波清洗机将浸泡液连同杂质排出，同时向超声波清洗机输入纯水对海绵钛进行清洗，清洗结束后通过烘干机对海绵钛进行烘干。
进一步的，所述步骤一中第一加热箱的温度为140℃，且所述步骤一中第二加热箱的温度为1110℃。
进一步的，所述步骤一中浸泡液由质量分数为7％的盐酸和质量分数为7％的硝酸混合制成，且所述步骤一中浸泡时间为4h。
进一步的，所述步骤三中反应釜的温度为1000℃，且所述步骤三和步骤四中的保护气为氩气。
进一步的，所述步骤一中烘干机的烘干温度为140℃，且所述步骤一中烘干机的烘干时间为40min。
实施例二：
本发明提供一种技术方案：一种海绵钛的生产系统，参阅图1、2和3所示，包括预处理模块、生产模块和除杂模块。
进一步的，所述预处理模块包括如下步骤，
步骤一，将钛铁矿石预处理制成氧化球团，之后将氧化球团氯化还原制成四氯化钛液体；
步骤二，将镁块放入球磨机内制成镁粉，之后通过筛选机和磁选机减少镁粉中的杂质制成高纯度镁粉。
进一步的，所述生产模块包括如下步骤，
步骤一，将四氯化钛液体放入第一加热箱内，再将高纯度镁粉放入第二加热箱内，之后通过两个蓄热式加热炉分别将第一加热箱和第二加热箱加热使四氯化钛液体和高纯度镁粉制成四氯化钛蒸汽和镁蒸汽；
步骤二，两个蓄热式加热炉排放的烟气分别通过两个换热器与反应釜进行热交换将反应釜预热；
步骤三，通过真空泵将反应釜内抽真空，通过引风机将保护气充入第二加热箱内使保护气作为载体携带镁蒸汽进入反应釜内，同时将四氯化钛蒸汽充入反应釜内做还原反应制成海绵钛和氯化镁；
步骤四，在反应釜做还原反应时保护气进入旋转分离器内通过旋风分离器将保护气中多余未反应的镁蒸汽分离，之后保护气进入冷却器内冷却，冷却结束后保护气重新回到第二加热箱内作为载体间歇性向反应釜内加入镁蒸汽；
步骤五，之后将海绵钛和氯化镁输入至真空蒸馏器内将海绵钛和氧化镁分离排出。
进一步的，所述除杂模块包括如下加工步骤，
步骤一，将浸泡液倒入超声波清洗机内，再将海绵钛置于超声波清洗机内浸泡于浸泡液将大部分残余的镁、铁和铁杂质祛除，浸泡结束后超声波清洗机将浸泡液连同杂质排出，同时向超声波清洗机输入纯水对海绵钛进行清洗，清洗结束后通过烘干机对海绵钛进行烘干。
进一步的，所述步骤一中第一加热箱的温度为140℃，且所述步骤一中第二加热箱的温度为1110℃。
进一步的，所述步骤一中浸泡液由质量分数为6％的盐酸和质量分数为6％的硝酸混合制成，且所述步骤一中浸泡时间为2h。
进一步的，所述步骤三中反应釜的温度为1000℃，且所述步骤三和步骤四中的保护气为氩气。
进一步的，所述步骤一中烘干机的烘干温度为140℃，且所述步骤一中烘干机的烘干时间为20min。
实施例三：
本发明提供一种技术方案：一种海绵钛的生产系统，参阅图1、2和3所示，包括预处理模块、生产模块和除杂模块。
进一步的，所述预处理模块包括如下步骤，
步骤一，将钛铁矿石预处理制成氧化球团，之后将氧化球团氯化还原制成四氯化钛液体；
步骤二，将镁块放入球磨机内制成镁粉，之后通过筛选机和磁选机减少镁粉中的杂质制成高纯度镁粉。
进一步的，所述生产模块包括如下步骤，
步骤一，将四氯化钛液体放入第一加热箱内，再将高纯度镁粉放入第二加热箱内，之后通过两个蓄热式加热炉分别将第一加热箱和第二加热箱加热使四氯化钛液体和高纯度镁粉制成四氯化钛蒸汽和镁蒸汽；
步骤二，两个蓄热式加热炉排放的烟气分别通过两个换热器与反应釜进行热交换将反应釜预热；
步骤三，通过真空泵将反应釜内抽真空，通过引风机将保护气充入第二加热箱内使保护气作为载体携带镁蒸汽进入反应釜内，同时将四氯化钛蒸汽充入反应釜内做还原反应制成海绵钛和氯化镁；
步骤四，在反应釜做还原反应时保护气进入旋转分离器内通过旋风分离器将保护气中多余未反应的镁蒸汽分离，之后保护气进入冷却器内冷却，冷却结束后保护气重新回到第二加热箱内作为载体间歇性向反应釜内加入镁蒸汽；
步骤五，之后将海绵钛和氯化镁输入至真空蒸馏器内将海绵钛和氧化镁分离排出。
进一步的，所述除杂模块包括如下加工步骤，
步骤一，将浸泡液倒入超声波清洗机内，再将海绵钛置于超声波清洗机内浸泡于浸泡液将大部分残余的镁、铁和铁杂质祛除，浸泡结束后超声波清洗机将浸泡液连同杂质排出，同时向超声波清洗机输入纯水对海绵钛进行清洗，清洗结束后通过烘干机对海绵钛进行烘干。
进一步的，所述步骤一中第一加热箱的温度为140℃，且所述步骤一中第二加热箱的温度为1110℃。
进一步的，所述步骤一中浸泡液由质量分数为5％的盐酸和质量分数为5％的硝酸混合制成，且所述步骤一中浸泡时间为3h。
进一步的，所述步骤三中反应釜的温度为1000℃，且所述步骤三和步骤四中的保护气为氩气。
进一步的，所述步骤一中烘干机的烘干温度为140℃，且所述步骤一中烘干机的烘干时间为30min。
实施例四：
本发明提供一种技术方案：一种海绵钛的生产系统，参阅图1、2和3所示，包括预处理模块、生产模块和除杂模块。
进一步的，所述预处理模块包括如下步骤，
步骤一，将钛铁矿石预处理制成氧化球团，之后将氧化球团氯化还原制成四氯化钛液体；
步骤二，将镁块放入球磨机内制成镁粉，之后通过筛选机和磁选机减少镁粉中的杂质制成高纯度镁粉。
进一步的，所述生产模块包括如下步骤，
步骤一，将四氯化钛液体放入第一加热箱内，再将高纯度镁粉放入第二加热箱内，之后通过两个蓄热式加热炉分别将第一加热箱和第二加热箱加热使四氯化钛液体和高纯度镁粉制成四氯化钛蒸汽和镁蒸汽；
步骤二，两个蓄热式加热炉排放的烟气分别通过两个换热器与反应釜进行热交换将反应釜预热；
步骤三，通过真空泵将反应釜内抽真空，通过引风机将保护气充入第二加热箱内使保护气作为载体携带镁蒸汽进入反应釜内，同时将四氯化钛蒸汽充入反应釜内做还原反应制成海绵钛和氯化镁；
步骤四，在反应釜做还原反应时保护气进入旋转分离器内通过旋风分离器将保护气中多余未反应的镁蒸汽分离，之后保护气进入冷却器内冷却，冷却结束后保护气重新回到第二加热箱内作为载体间歇性向反应釜内加入镁蒸汽；
步骤五，之后将海绵钛和氯化镁输入至真空蒸馏器内将海绵钛和氧化镁分离排出。
进一步的，所述除杂模块包括如下加工步骤，
步骤一，将浸泡液倒入超声波清洗机内，再将海绵钛置于超声波清洗机内浸泡于浸泡液将大部分残余的镁、铁和铁杂质祛除，浸泡结束后超声波清洗机将浸泡液连同杂质排出，同时向超声波清洗机输入纯水对海绵钛进行清洗，清洗结束后通过烘干机对海绵钛进行烘干。
进一步的，所述步骤一中第一加热箱的温度为140℃，且所述步骤一中第二加热箱的温度为1110℃。
进一步的，所述步骤一中浸泡液由质量分数为4％的盐酸和质量分数为4％的硝酸混合制成，且所述步骤一中浸泡时间为4h。
进一步的，所述步骤三中反应釜的温度为1000℃，且所述步骤三和步骤四中的保护气为氩气。
进一步的，所述步骤一中烘干机的烘干温度为140℃，且所述步骤一中烘干机的烘干时间为40min。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种海绵钛的生产系统，其特征在于：包括预处理模块、生产模块和除杂模块。
2.根据权利要求1所述的一种海绵钛的生产系统，其特征在于：所述预处理模块包括如下步骤，
步骤一，将钛铁矿石预处理制成氧化球团，之后将氧化球团氯化还原制成四氯化钛液体；
步骤二，将镁块放入球磨机内制成镁粉，之后通过筛选机和磁选机减少镁粉中的杂质制成高纯度镁粉。
3.根据权利要求1所述的一种海绵钛的生产系统，其特征在于：所述生产模块包括如下步骤，
步骤一，将四氯化钛液体放入第一加热箱内，再将高纯度镁粉放入第二加热箱内，之后通过两个蓄热式加热炉分别将第一加热箱和第二加热箱加热使四氯化钛液体和高纯度镁粉制成四氯化钛蒸汽和镁蒸汽；
步骤二，两个蓄热式加热炉排放的烟气分别通过两个换热器与反应釜进行热交换将反应釜预热；
步骤三，通过真空泵将反应釜内抽真空，通过引风机将保护气充入第二加热箱内使保护气作为载体携带镁蒸汽进入反应釜内，同时将四氯化钛蒸汽充入反应釜内做还原反应制成海绵钛和氯化镁；
步骤四，在反应釜做还原反应时保护气进入旋转分离器内通过旋风分离器将保护气中多余未反应的镁蒸汽分离，之后保护气进入冷却器内冷却，冷却结束后保护气重新回到第二加热箱内作为载体间歇性向反应釜内加入镁蒸汽；
步骤五，之后将海绵钛和氯化镁输入至真空蒸馏器内将海绵钛和氧化镁分离排出。
4.根据权利要求1所述的一种海绵钛的生产系统，其特征在于：所述除杂模块包括如下加工步骤，
步骤一，将浸泡液倒入超声波清洗机内，再将海绵钛置于超声波清洗机内浸泡于浸泡液将大部分残余的镁、铁和铁杂质祛除，浸泡结束后超声波清洗机将浸泡液连同杂质排出，同时向超声波清洗机输入纯水对海绵钛进行清洗，清洗结束后通过烘干机对海绵钛进行烘干。
5.根据权利要求3所述的一种海绵钛的生产系统，其特征在于：所述步骤一中第一加热箱的温度为140℃，且所述步骤一中第二加热箱的温度为1110℃。
6.根据权利要求4所述的一种海绵钛的生产系统，其特征在于：所述步骤一中浸泡液由质量分数为4至7％的盐酸和质量分数为4至7％的硝酸混合制成，且所述步骤一中浸泡时间为2至4h。
7.根据权利要求3所述的一种海绵钛的生产系统，其特征在于：所述步骤三中反应釜的温度为1000℃，且所述步骤三和步骤四中的保护气为氩气。
8.根据权利要求4所述的一种海绵钛的生产系统，其特征在于：所述步骤一中烘干机的烘干温度为140℃，且所述步骤一中烘干机的烘干时间为20至40min。
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| RU2013107040A (ru) * | 2013-02-18 | 2014-08-27 | Рашит Сафиуллинович Адилов | Способ получения губчатого титана и устройство для его осуществления |
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2021
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