CN204779736U - 一种净化海绵钛生产中熔融镁的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种净化海绵钛生产中熔融镁的装置。目的是提高熔融镁的纯度，提升海绵钛产品质量。该装置包含反应容器和用于排出氯化镁的排放管；反应容器的上部设有四氯化钛加入口，反应容器的中部对应熔融镁的位置连接氩气通入管，氩气通入管的管口呈水平方向顺着反应容器内壁设置；反应容器的底部封闭，且最低端设置凸出反应容器底面的凹部，该凹部外侧设置有夹层冷却器，凹部靠反应容器外壁位置设置阀门；所述排放管从反应容器上部延伸到反应容器底部中间位置。凹部可以让密度大，不容易排出的杂质稳定地滞留在里面，以免影响镁与四氯化钛的氧化还原反应。本实用新型结构简单，不增加其他杂质或者复杂的附属设施，能显著提高产品质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及海绵钛的生产设备，具体涉及一种净化海绵钛生产中熔融镁的装置。
背景技术
海绵钛生产是钛工业的基础环节，它是钛材、钛粉及其他钛构件的原料。把钛铁矿变成四氯化钛，再放到密封的不锈容器中，充以氩气保护，使它们与金属镁反应，就得到“海绵钛”。所获得的多孔的“海绵钛”在电炉中熔化成液体，可以进一步铸成钛锭出售或使用。
金属镁与四氯化钛生产海绵钛的生产反应方程式：
2Mg+TiCl4=Ti+2MgCl2
在该生产过程中，由于镁具有非常活泼的化学性质，极易与空气中的氧、氮反应生成氧化镁、氮化镁附着在液镁的表面。加上镁锭中含有的其他微量杂质，最终进入到海绵钛中，影响海绵钛的质量（氧、氮是影响海绵钛质量的主要因素），如何净化海绵钛生产中熔融镁、提高产品质量是本领域长期以来的技术难题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种净化海绵钛生产中熔融镁的装置，提高熔融镁的纯度，并提升海绵钛产品质量。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种净化海绵钛生产中熔融镁的装置，包含反应容器和用于排出氯化镁的排放管；反应容器的上部设有四氯化钛加入口，反应容器的中部对应熔融镁层的位置连接氩气通入管，氩气通入管的管口呈水平方向顺着反应容器内壁设置；反应容器的底部封闭，且最低端设置凸出反应容器底面的凹部，该凹部外侧设置有夹层冷却器，凹部靠反应容器外壁位置设置阀门；所述排放管从反应容器上部延伸到反应容器底部中间位置。
优选的，所述反应容器外壁设置保温结构，保温结构由内向外依次包括：粘附反应容器外壁的无机隔热层、聚氨酯保温层、内胶黏层、玻纤加强层、外胶黏层、反射隔热涂料。保温结构采用了双层胶黏层，玻纤加强层，结构强度高，保温性能好。
本实用新型的有益效果是：氩气由熔融镁层位置沿反应容器内壁进入，使得熔融镁在反应容器内顺时针或逆时针流动，便于形成的多孔钛等高密度物质沉降到底部，与氯化镁一起从排放管排出。凹部可以让密度大，不容易排出的杂质稳定地滞留在里面，以免影响镁与四氯化钛的氧化还原反应。本实用新型结构简单，不增加其他杂质或者复杂的附属设施，能显著提高产品质量。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中A的局部放大图。
具体实施方式
如图1所示的一种净化海绵钛生产中熔融镁的装置，包含反应容器2和用于排出氯化镁的排放管3；反应容器2的上部设有四氯化钛加入口1。反应容器2的中部对应熔融镁层6的位置连接氩气通入管4。氩气通入管4的管口呈水平方向顺着反应容器2内壁设置。在图1所示的结构俯视状态下，氩气进入反应容器4后顺时针运动，促进杂质、大密度物料沉降到氯化镁层7。反应容器2的底部封闭，且最低端设置凸出反应容器2底面的凹部11，凹部11靠反应容器2外壁位置设置阀门12；该凹部11外侧设置有夹层冷却器5。阀门12可以控制反应容器2内的物料是否流入凹部11。
夹层冷却器5由包裹凹部11的壳体和进液管51、出液管52构成，可以通入冷却介质将凹部11内的杂质冷却，使之不会游弋而影响反应容器2内部的反应。所述排放管3从反应容器2上部延伸到反应容器2底部中间位置。配合氩气通入管的沉降作用排出氯化镁和其他杂质。一般夹层冷却器5距离反应容器2外壁有3-5cm的距离，也就是凹部11外壁靠近反应容器2外壁的部位裸露在空气中，避免反应容器2受到极端的冷热作用，产生局部应力。
优选的，结合图1、2所示，所述反应容器外壁设置保温结构。保温结构由内向外依次包括：粘附在反应容器2的外壁21上的无机隔热层22、聚氨酯保温层23、内胶黏层24、玻纤加强层25、外胶黏层26、反射隔热涂料27。无机隔热层22选用石膏或者石棉、发泡砂浆等材料，阻燃隔热，同时便于外部有机阻燃材料设置。这样的保温结构采用了双层胶黏层24、26，玻纤加强层25，所以结构强度高，保温性能好，节约生产呢能耗。
使用本实用新型的装置时，打开阀门12，对反应容器2进行脱气，使反应容器内2温度低于6000C；再向反应容器2内加镁；温度升至780-8300C，融镁。镁熔融之后，向反应容器2内第一次加入四氯化钛。再向反应容器2充氩，将反应容器2内氯化镁排出，直至排出的氯化镁带镁。排出的氯化镁是否带镁根据是否有燃烧现象确定。
然后关闭阀门12，第二次向反应容器2加入四氯化钛，与镁反应制取海绵钛。第一次向反应容2加四氯化钛的量和料速，小于第二次向反应容器2加四氯化钛的量和料速。
反应容器2内在加镁、融镁之前虽然进行低温脱气，但是肯定会有一部分空气残留下来，在加镁、融镁过程中与镁反应生成氧化镁、氮化镁，镁中也会含有的少量的杂质。利用镁与四氯化钛在低温小料速的情况下容易生成多孔的钛粉，利用钛粉的吸附作用破坏液镁表面的氧化膜。又由于钛粉的密度大于液镁和氯化镁的密度，因此会沉降到反应容器2的底部和凹部11。在沉降的过程中，多孔钛粉本身的吸附作用也会净化液镁中的杂质，然后多孔钛粉随氯化镁排出管排出，难以排除的则沉入凹部11，被阀门12阻隔；避免影响后续反应。这样熔融镁纯度更好，海绵钛的质量显著提高。
Claims (2)
1.一种净化海绵钛生产中熔融镁的装置，其特征在于：包含反应容器和用于排出氯化镁的排放管；反应容器的上部设有四氯化钛加入口，反应容器的中部对应熔融镁层的位置连接氩气通入管，氩气通入管的管口呈水平方向顺着反应容器内壁设置；反应容器的底部封闭，且最低端设置凸出反应容器底面的凹部，该凹部外侧设置有夹层冷却器，凹部靠反应容器外壁位置设置阀门；所述排放管从反应容器上部延伸到反应容器底部中间位置。
2.根据权利要求1所述的净化海绵钛生产中熔融镁的装置，其特征在于：所述反应容器外壁设置保温结构，保温结构由内向外依次包括：粘附反应容器外壁的无机隔热层、聚氨酯保温层、内胶黏层、玻纤加强层、外胶黏层、反射隔热涂料，保温结构采用了双层胶黏层，玻纤加强层，结构强度高，保温性能好。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106916969A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-07-04 | 贵州大学 | 一种海绵钛的生产方法 |
| CN110819826A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-02-21 | 遵宝钛业有限公司 | 一种海绵钛还原生产去除镁中杂质的装置及其生产工艺 |
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2015
- 2015-06-03 CN CN201520375638.3U patent/CN204779736U/zh not_active Expired - Fee Related
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