CN201962084U - 一种制备稀土氟化物的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于稀土火法冶炼领域，具体为可用多种原料连续的动态的生产稀土氟化物的装置。一种制备稀土氟化物的装置，它包括转动装置、外管、料管、加热器、保温层、尾气吸收系统，其中：转动装置与外管前端连接，外管两端下部设有轴承，外管内设有料管，外管与料管的末端通过法兰连接，料管末端是出气口和进料出料口，出气口与尾气吸收系统连通。该装置的旋转，可针对不同的原料通过调整转动周期的控制进行工艺条件的控制，提高气态与固态两种反应原料动态的有效接触，同时提高反应生成的气体的有效排出，生产过程中不需要反复升、降温，生产效率高、劳动强度小，产品质量稳定和均匀，能耗低。

Description

一种制备稀土氟化物的装置

技术领域

本实用新型涉及一种制备稀土氟化物的装置，具体为可用多种原料连续的动态的生产稀土氟化物的装置，属于稀土冶炼领域。

背景技术

氟化稀土是氧化物电解法和钙热还原法制取稀土金属及合金的重要原料，目前稀土氟化物制备主要有湿法工艺和干法工艺。湿法工艺是用碳酸稀土、草酸稀土或氯化稀土料液和氢氟酸反应，经水洗、烘干制得。干法工艺分氟化氢铵法和HF气体法，氟化氢铵法是用氟化氢铵与氧化稀土混合，高温反应，经脱铵制得；HF气体法是用HF气体与氧化稀土或碳酸稀土高温下直接氟化制得。

目前静态HF气体法的装置由HF配气系统、大型氟化炉、冷却系统、温控系统、尾气吸收系统组成，其缺点(1)气固物料接触条件差，仅依靠氟化氢气体通过固态静止物料反应，使反应受气相扩散控制。盛于托盘内的氧化稀土粒处于静止状态，而装置内气体只有轴向流动，HF气体只有通过扩散才能进入氧化稀土粉层内，托盘表面的氧化稀土粉粒氟化后生成氟化层，阻止氟化氢气体向其下层进一步扩散。同时，由于反应生成的水在高温下气化，导致水蒸汽与氟化氢气体的逆向扩散，减缓氟化氢气体向托盘深层物料扩散的速率。不仅反应难以进行并且相应地增加了气体消耗，增加了生产成本。(2)炉内易存在“死角”，炉内物料反应不均匀。由于炉内气速很低，近炉壁处、炉两端除中间位置处、特别是托盘各角处氧化稀土粉料会有接触HF气体不足的可能，形成“死角”区，该区域物料易造成反应不完全。导致产品质量不均匀。(3)生产过程处于间歇操作，生产效率较低。反应开始氟化炉需要升温、反应结束氟化炉需要降温，不但形成能源的不够节省，而且占用生产时间。(4)不适用于以稀土碳酸盐为原料，因反应时放出大量二氧化碳气体，阻止了氟化氢气体的扩散，导致反应不完全。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种稀土氧化物或碳酸盐连续氟化装置，该装置可连续氟化稀土氧化物或碳酸盐；氟化氢气体与动态旋转的物料反应，气固物料接触条件充分；生产过程处于连续操作，氟化装置出料时不需要降温。

本实用新型要解决其技术问题所采用的技术方案是：一种制备稀土氟化物的装置，其特殊之处在于：它包括转动装置、外管、料管、加热器、保温层、尾气吸收系统，其中：转动装置与外管前端连接，外管两端下部设有轴承，外管内设有料管，外管与料管的末端通过法兰连接，料管末端是出气口和进料出料口，出气口与尾气吸收系统连通；外管外圆周由内向外依次设有加热器和保温层；氟化氢气瓶与料管进气口连通；电控柜与转动装置、加热器、尾气吸收系统的电控元件连接。

本实用新型另一优选方案是：转动装置包括旋转接头、转动轴、转动轴轴承、链条、链轮、电机；转动轴一端连接旋转接头，另一端通过万向节与外管前端连接；电机通过链条、链轮与转动轴连接，转动轴穿过两个分开放置的转动轴轴承。

本实用新型又一优选方案是：旋转接头和转动轴内设有气体通道，旋转接头通过软管与氟化氢气瓶连接，转动轴出气口通过软管或硬管与料管进气口连接；或者氟化气瓶通过软管直接与进气口连接。

本实用新型再一优选方案是：转动装置包括转动轴、转动轴轴承座、链条、链轮、电机；转动轴一端连接氟化氢气瓶另一端通过万向节与外管前端连接；电机通过链条、链轮与转动轴连接，转动轴穿过两个分开放置的转动轴轴承；转动轴内设有气体通道，转动轴进气口通过软管与氟化氢气瓶连接，转动轴出气口通过软管或硬管与料管进气口连通。

本实用新型再一优选方案是：电机可选择普通或变频电机。

本实用新型再一优选方案是：外管为不锈钢管，料管为纯镍管或镍合金管或铸铁管。

本实用新型再一优选方案是：尾气吸收系统包括依次相连的尾气吸收管道、喷淋吸收塔、收集罐。

本实用新型再一优选方案是：加热器采用陶瓷材料制成，呈圆筒状，加热器内设有圆孔，电阻丝穿过圆孔内。

本实用新型的有益效果是：提高气态与固态两种反应原料的有效接触，提高氟化氢气体的利用率，同时提高反应生成的气体的有效排出，生产过程中出炉和加料时不需要降温，生产效率高、劳动强度小，产品质量稳定和均匀，能耗低。并且可针对不同的原料通过调整转动周期的控制进行工艺条件的控制。装置简单，可连续氟化稀土氧化物或碳酸盐，氟化氢气体使用量少，适用于节能、高效、连续氟化稀土氧化物或碳酸盐的生产装置。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型尾气吸收系统的结构示意图；

图中：1-转动装置，2-外管，3-料管，4-加热器，5-保温层，6-尾气吸收系统，7-出气口，8-进料出料口，9-轴承，10-旋转接头、11-转动轴，12-转动轴轴承，13-电机，14-链条，15-万向节，16-软管或硬管，17-法兰，18-链轮，19-喷淋吸收塔，20-收集罐，21-尾气吸收管道。

具体实施方式

如图1至图2所示：一种制备稀土氟化物的装置，它包括转动装置1、外管2、料管3、加热器4、保温层5、尾气吸收系统6，其中：

转动装置1前端与氟化氢气瓶连接，后端通过万向节15与外管2前端连接，外管2两端下部设有轴承9；转动装置1包括旋转接头10、转动轴11、转动轴轴承12、链条14、链轮18、电机13；转动轴11一端连接旋转接头10，另一端通过万向节15与外管2前端连接；电机13通过链条14、链轮18与转动轴11连接，转动轴11穿过两个分开放置的转动轴轴承12。外管2内设有料管3，外管2末端通过法兰17与料管3连接，外管2为不锈钢管，料管3为纯镍管或镍合金管或铸铁管。具体的说通过电机13带动转动轴11转动，转动轴11通过万向节15带动不锈钢外管2在轴承9上转动(设外管2的目的就是方便与转动轴11的连接以及防止料管3直接在轴承9上滚动对料管3的损伤)，不锈钢外管1通过后端的法兰17连接带动料管3转动，这样实现了该装置的动态旋转，可针对不同的原料通过调整转动周期的控制进行工艺条件的控制，提高气态与固态两种反应原料动态的有效接触，同时提高反应生成的气体的有效排出；原料装入料管3内，反应完全后关闭氟化氢气瓶，将料从料管3中取出，再加回原料，打开氟化氢气瓶即可继续生产，生产过程中不需要反复升、降温，生产效率高、劳动强度小，产品质量稳定和均匀，能耗低。电机13可选择普通或变频电机，通过电路控制其转动时间、周期和正反转方向。

氟化氢气瓶可直接与料管3连接；或者通过转动装置1与料管3连接，即旋转接头10和转动轴11内设有气体通道，旋转接头10通过软管与氟化氢气瓶连接，转动轴11通过软管或硬管与料管3进气口连接。进气有三种方法：1、氟化氢气瓶通过软管直接与料管3进气口连接，2、氟化氢气瓶与转动轴11连接，转动轴11再与料管3连接(此进气的方法无需安装旋转接头)，3、氟化氢气瓶与旋转接头10连接，旋转接头10与转动轴11连接，转动轴11再与料管3连接。

料管3末端设有出气口7和进料出料口8，出气口7与尾气吸收系统6连通，尾气吸收系统6包括依次相连的尾气吸收管道21、喷淋吸收塔19、收集罐20；外管2外圆周由内向外依次设有加热器4、保温层5，加热器4采用陶瓷材料制成，呈圆筒状，加热器4内设有圆孔，电阻丝穿过圆孔内；电控柜与转动装置、加热器、尾气吸收系统的电控元件连接。本实用新型氟化氢气体使用量少，适用于节能、高效、连续氟化稀土氧化物或碳酸盐的生产装置。

实施例

首先将50公斤氧化镨钕通过进料出料口8加入料管3，设置好加热器4的加热温度550度后进行升温，当温度达到550度后开始保温，启动转动装置1按10转/分钟的速度运转和开启尾气吸收系统6，同时氟化氢气瓶按5.2公斤/小时供气，氟化氢气体与氧化镨钕在料管3中进行反应，4小时后关闭氟化氢气瓶和转动装置1，将反应生成物氟化稀土从进料出料口8取出，然后重新在料管3加入50公斤氧化镨钕，开启氟化氢气瓶与转动装置1进行反应，反应过程中的气体经料管3的出气口7排到尾气吸收管道21，尾气吸收管道21与喷淋吸收塔19连接，喷淋吸收塔19可为多级，尾气通过水吸收后回收氢氟酸进入收集罐20，尾气吸收系统6可同时连接多台氟化装置，每天收集一次，氟化镨钕平均产量为14.5公斤/小时。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种制备稀土氟化物的装置，其特征在于：它包括转动装置(1)、外管(2)、料管(3)、加热器(4)、保温层(5)、尾气吸收系统(6)，其中：转动装置(1)与外管(2)前端连接，外管(2)两端下部设有轴承(9)，外管(2)内设有料管(3)，外管(2)与料管(3)的末端通过法兰(17)连接，料管(3)末端是出气口(7)和进料出料口(8)，出气口(7)与尾气吸收系统(6)连通；外管(2)外圆周由内向外依次设有加热器(4)和保温层(5)；氟化氢气瓶与料管(3)进气口连通；电控柜与转动装置(1)、加热器(4)、尾气吸收系统(6)的电控元件连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述转动装置(1)包括旋转接头(10)、转动轴(11)、转动轴轴承(12)、链条(14)、链轮(18)、电机(13)；转动轴(11)一端连接旋转接头(10)，另一端通过万向节(15)与外管(2)前端连接；电机(13)通过链条(14)、链轮(18)与转动轴(11)连接，转动轴(11)穿过两个分开放置的转动轴轴承(12)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述旋转接头(10)和转动轴(11)内设有气体通道，旋转接头(10)通过软管与氟化氢气瓶连接，转动轴(11)出气口通过软管或硬管(16)与料管(3)进气口连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述外管(2)为不锈钢管，料管(3)为纯镍管或镍合金管或铸铁管。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述尾气吸收系统(6)包括依次相连的尾气吸收管道(21)、喷淋吸收塔(19)和收集罐(20)。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述加热器(4)采用陶瓷材料制成，呈圆筒状，加热器内设有圆孔，电阻丝穿过圆孔内。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述电机(13)可选择普通或变频电机。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述氟化气瓶通过软管直接与料管(3)进气口连接。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述转动装置(1)包括转动轴(11)、转动轴轴承(12)、链条(14)、链轮(18)、电机(13)；转动轴(11)一端连接氟化氢气瓶，另一端通过万向节(15)与外管(2)前端连接；电机(13)通过链条(14)、链轮(18)与转动轴(11)连接，转动轴(11)穿过两个分开放置的转动轴轴承(12)；转动轴(11)内设有气体通道，转动轴(11)进气口通过软管与氟化氢气瓶连接，转动轴(11)出气口通过软管或硬管与料管(3)进气口连通。

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