CN204874773U - 一种熔盐电解法生产高纯钛的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种熔盐电解法生产高纯钛的装置，包括由阳极材料制成的坩埚、分隔筒和安装于坩埚开口端的可拆卸的盖板，坩埚开口端和盖板之间设有绝缘密封件，分隔筒装设于坩埚的内腔中并将内腔分隔成第一腔室和第二腔室，第一腔室环绕包裹于第二腔室的外部，分隔筒上设有连通第一腔室和第二腔室的连通孔，坩埚上设有阳极接线端头，盖板上设有电解阴极、用于给电解阴极通电的阴极接线端头和用于向坩埚内通气的进气管，电解阴极位于第二腔室内。本实用新型具有结构简单、制作成本低、操作方便、工作稳定可靠、生产效率高等优点。

Description

一种熔盐电解法生产高纯钛的装置

技术领域

本实用新型涉及一种高纯钛的生产装备，具体涉及一种熔盐电解法生产高纯钛的装置。

背景技术

在目前钛行业中，将钛含量大于99.995%（4N5）以上的钛称为高纯钛，其产品一般可分为4N5、5N、6N等级别，主要用于超大规模集成电路的溅射靶材。目前，高纯钛的生产方法主要有：克劳尔法（Kroll）、熔盐电解法、碘化裂解提纯法、电子束熔炼精炼法等，在熔盐电解法中，有直接在熔盐中电解TiCl₄生产氯气和钛的方法，也有采用以低价钛氯化物为主体的熔盐电解质电解生产高纯钛的方法，然而现有熔盐电解法生产高纯钛的设备存在结构复杂、成本高、操作不方便等缺点。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单、制作成本低、操作方便、工作稳定可靠、生产效率高的熔盐电解法生产高纯钛的装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种熔盐电解法生产高纯钛的装置，包括由阳极材料制成的坩埚、分隔筒和安装于坩埚开口端的可拆卸的盖板，所述坩埚开口端和盖板之间设有绝缘密封件，所述分隔筒装设于坩埚的内腔中并将内腔分隔成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室环绕包裹于第二腔室的外部，所述分隔筒上设有连通第一腔室和第二腔室的连通孔，所述坩埚上设有阳极接线端头，所述盖板上设有电解阴极、用于给电解阴极通电的阴极接线端头和用于向坩埚内通气的进气管，所述电解阴极位于所述第二腔室内。

上述的装置，优选的，所述第一腔室为圆环型腔，所述第二腔室为圆柱型腔，所述电解阴极的外表面为圆柱面，所述第一腔室的中轴线、第二腔室的中轴线和电解阴极的轴线竖直布置且相互重合。

上述的装置，优选的，所述电解阴极设有与第一腔室连通的内孔。

上述的装置，优选的，所述盖板上设有与所述内孔连通的熔盐进出管，所述熔盐进出管的出口端安装有可拆卸的封堵板。

上述的装置，优选的，所述分隔筒为镍制件，所述连通孔为网格孔。

上述的装置，优选的，所述坩埚为镍制件。

上述的装置，优选的，所述盖板为不锈钢制件，所述电解阴极直接连接于盖板上。

上述的装置，优选的，所述绝缘密封件为真空胶垫。

上述的装置，优选的，所述盖板直接支承于坩埚开口端，所述真空胶垫压设于坩埚开口端和盖板之间。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型熔盐电解法生产高纯钛的装置结构简单、制作成本低，其以坩埚直接作为电解阳极，电解阴极插入第二腔室内，工作时将海绵钛和精炼好的熔盐分别置于第一腔室和第二腔室内，通过阳极接线端头和阴极接线端头分别给坩埚和电极阴极接电，即可进行电解生产高纯钛，具有操作方便、工作稳定可靠、生产效率高等优点。该装置可采用以低价钛氯化物为主体的熔盐电解质电解生产高纯钛，生产的高纯钛纯度可达到4N5（99.995%）以上。

附图说明

图1为本实用新型熔盐电解法生产高纯钛的装置的剖视结构示意图。

图例说明：

1、坩埚；11、第二腔室；12、第二腔室；2、分隔筒；3、盖板；4、绝缘密封件；5、电解阴极；51、内孔；6、阴极接线端头；7、进气管；8、熔盐进出管；9、封堵板；10、阳极接线端头。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型熔盐电解法生产高纯钛的装置，包括由阳极材料制成的坩埚1、分隔筒2和安装于坩埚1开口端的可拆卸的盖板3，坩埚1开口端和盖板3之间设有绝缘密封件4，将坩埚1开口端和盖板3之间的间隙密封，同时使坩埚1开口端和盖板3之间绝缘，分隔筒2装设于坩埚1的内腔中并将内腔分隔成第一腔室11和第二腔室12，第一腔室11环绕包裹于第二腔室12的外部，分隔筒2上设有连通第一腔室11和第二腔室12的连通孔，坩埚1上设有阳极接线端头10，盖板3上设有电解阴极5、用于给电解阴极5通电的阴极接线端头6和用于向坩埚1内通气的进气管7，电解阴极5位于第二腔室12内。该装置的结构简单、制作成本低，其以坩埚1直接作为电解阳极，电解阴极插入第二腔室12内，工作时将海绵钛和精炼好的熔盐分别置于第一腔室11和第二腔室12内，通过阳极接线端头10和阴极接线端头6分别给坩埚1和电极阴极5接电，即可进行电解生产高纯钛，具有操作方便、工作稳定可靠、生产效率高等优点。

本实施例中，第一腔室11为圆环型腔，第二腔室12为圆柱型腔，电解阴极5的外表面为圆柱面，第一腔室11的中轴线、第二腔室12的中轴线和电解阴极5的轴线竖直布置且相互重合，该种结构能够提高电解效率和电解均匀性。

本实施例中，电解阴极5设有与第一腔室11连通的内孔51，增大了电解阴极5的表面积，能够提高电解效率，提高产量，该内孔51为圆孔。同时，在盖板3上设有与内孔51连通的熔盐进出管8，通过熔盐进出管8可将精炼好的熔盐通入到坩埚1内，或者在电解完成后将坩埚1内的熔盐排出，熔盐进出管8的出口端安装有可拆卸的封堵板9，在不使用时可通过封堵板9将熔盐进出管8封闭，该封堵板9可采用螺钉可拆卸的安装于熔盐进出管8的出口端。

本实施例中，分隔筒2为镍制件，分隔筒2上的连通孔为网格孔。坩埚1为金属镍制件。盖板3为不锈钢制件，其采用耐蚀不锈钢材料制作，电解阴极5直接连接于盖板3上，阴极接线端头6直接焊接在盖板3上，阴极接线端头6接电后，直流电可通过盖板3直接传递至电解阴极5。

本实施例中，绝缘密封件4为真空胶垫，盖板3直接支承于坩埚1开口端，真空胶垫压设于坩埚1开口端和盖板3之间形成密封，并使坩埚1开口端和盖板3绝缘，盖板3可通过吊装进行安装和拆卸，操作方便快捷。

本实施例熔盐电解法生产高纯钛的装置的工作原理及过程如下：

工作时，先将海绵钛置于第一腔室11内，将盖板3支承安装在坩埚1开口端，真空胶垫压设于坩埚1开口端和盖板3之间形成绝缘和密封；采用熔盐转移设备将已经精炼好的熔盐从熔盐进出管8加入到坩埚1内，再通过进气管7将惰性气体通入坩埚1内形成惰性气体保护气氛，防止熔盐及电解产品增氧，然后对阳极接线端头10和阴极接线端头6通直流电开始电解，电解一段时间后停止电解，采用熔盐转移设备将坩埚1内熔盐从熔盐进出管8排出。在惰性气氛保护下，将整个电解装置吊出，冷却至室温后吊出盖板3即可取出电沉积在电解阴极5上的高纯钛产品。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种熔盐电解法生产高纯钛的装置，其特征在于：包括由阳极材料制成的坩埚（1）、分隔筒（2）和安装于坩埚（1）开口端的可拆卸的盖板（3），所述坩埚（1）开口端和盖板（3）之间设有绝缘密封件（4），所述分隔筒（2）装设于坩埚（1）的内腔中并将内腔分隔成第一腔室（11）和第二腔室（12），所述第一腔室（11）环绕包裹于第二腔室（12）的外部，所述分隔筒（2）上设有连通第一腔室（11）和第二腔室（12）的连通孔，所述坩埚（1）上设有阳极接线端头（10），所述盖板（3）上设有电解阴极（5）、用于给电解阴极（5）通电的阴极接线端头（6）和用于向坩埚（1）内通气的进气管（7），所述电解阴极（5）位于所述第二腔室（12）内。

2.根据权利要求1所述的熔盐电解法生产高纯钛的装置，其特征在于：所述第一腔室（11）为圆环型腔，所述第二腔室（12）为圆柱型腔，所述电解阴极（5）的外表面为圆柱面，所述第一腔室（11）的中轴线、第二腔室（12）的中轴线和电解阴极（5）的轴线竖直布置且相互重合。

3.根据权利要求1所述的熔盐电解法生产高纯钛的装置，其特征在于：所述电解阴极（5）设有与第一腔室（11）连通的内孔（51）。

4.根据权利要求3所述的熔盐电解法生产高纯钛的装置，其特征在于：所述盖板（3）上设有与所述内孔（51）连通的熔盐进出管（8），所述熔盐进出管（8）的出口端安装有可拆卸的封堵板（9）。

5.根据权利要求1所述的熔盐电解法生产高纯钛的装置，其特征在于：所述分隔筒（2）为镍制件，所述连通孔为网格孔。

6.根据权利要求1所述的熔盐电解法生产高纯钛的装置，其特征在于：所述坩埚（1）为镍制件。

7.根据权利要求1所述的熔盐电解法生产高纯钛的装置，其特征在于：所述盖板（3）为不锈钢制件，所述电解阴极（5）直接连接于盖板（3）上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的熔盐电解法生产高纯钛的装置，其特征在于：所述绝缘密封件（4）为真空胶垫。

9.根据权利要求8所述的熔盐电解法生产高纯钛的装置，其特征在于：所述盖板（3）直接支承于坩埚（1）开口端，所述真空胶垫压设于坩埚（1）开口端和盖板（3）之间。