CN211471525U - 一种改良型金属钛萃取装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种改良型金属钛萃取装置，包括主体和盖子，主体上端敞口、用于容纳萃取剂，盖子用于密闭主体敞开的上端，盖子上设有与盖子内部连通的第一通孔，盖子内侧设有冷却单元，冷却单元主要由冷凝板围绕盖子的顶板和侧壁之间的角按照密封的形式形成在盖子的内侧，冷却剂容纳在该冷却单元内；冷凝板远离冷却单元的一侧设有多个环状导流板，主体内侧设有多孔容器和收纳容器，多孔容器和收纳容器均与主体轴向滑动配合，多孔容器用于容纳待萃取的钛合金物料，收纳容器为设在多孔容器下方的环状槽体，萃取剂容纳在环状槽体内侧。本实用新型的萃取装置能够有效提高萃取效率，资源利用率更高。

Description

一种改良型金属钛萃取装置

技术领域

本实用新型涉及冶金技术领域，特别涉及一种改良型金属钛萃取装置。

背景技术

由于钛以及钛合金具有熔点高、比重轻、强度大、耐腐蚀性强等优点，所以被广泛用于现代航空、火箭导弹工业、航天技术、枪炮舰艇、生物医用材料及化工设备等。传统的制钛方法为Kroll法，也就是采用金属镁从四氯化钛中还原金属钛的反应方式，反应装置为海绵钛反应炉，然而，传统的海绵钛反应炉效率低，能耗大，无法满足实际生产的需求。

为此，公告号为CN201560228U的中国实用新型专利公开了一种金属钛萃取装置，包括主体，上端敞开，用于容纳萃取剂；盖子，密封主体的敞开的上端；冷却单元，围绕盖子的顶板和侧壁之间的角按照密封的形式形成在盖子的内侧，冷却剂容纳在该冷却单元中；多孔容器，围绕主体的侧壁形成，钛合金容纳在该多孔容器中；气体通孔，设在盖子的顶板或者侧壁上。该实用新型作为从含钛合金中提取金属钛的萃取装置，可以提高萃取效率，由于不需要对新旧合金进行分离，从而结构简单，安装和拆卸方便，设备成本低。

上述技术方案中的萃取装置虽然在一定程度上解决了现有技术存在的问题，但仍存在以下缺陷：

萃取过程中，从冷却单元滴落到多孔容器中的萃取剂冷凝液落点较为集中，多孔容器内的钛合金物料无法与萃取剂冷凝液充分接触，资源利用率低，萃取效率有待提高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种改良型金属钛萃取装置，所述金属钛萃取装置能够有效提高萃取效率，资源利用率更高，同时，所述金属钛萃取装置结构简单、易于安装和拆卸。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种改良型金属钛萃取装置，包括主体和盖子，所述主体上端敞口、用于容纳萃取剂，所述盖子用于密闭所述主体敞开的上端；

所述盖子上设有与盖子内部连通的第一导气管，所述盖子内侧设有冷却单元，所述冷却单元主要由冷凝板围绕盖子的顶板和侧壁之间的角按照密封的形式形成在盖子的内侧，冷却剂容纳在该冷却单元内；

所述冷凝板远离所述冷却单元的一侧设有多个环状导流板，多个所述环状导流板均与所述盖子同轴设置，多个所述环状导流板的直径由外向内依次递减，多个所述环状导流板的截面形状均为三角形，所述三角形的最长边与所述盖子的内壁平行；

所述主体内侧设有多孔容器和收纳容器，所述多孔容器和收纳容器均与所述主体轴向滑动配合，所述多孔容器用于容纳待萃取的钛合金物料，所述收纳容器为设在多孔容器下方的环状槽体，萃取剂容纳在所述环状槽体内侧。

本实用新型的进一步设置为：所述盖子外侧设有与所述冷却单元连通的冷却剂入口和冷却剂出口。

本实用新型的进一步设置为：所述冷凝板按照弯曲的形状形成。

本实用新型的进一步设置为：所述冷凝板呈弧形。

本实用新型的进一步设置为：所述多孔容器包括第一外挡沿和第一底板，所述第一底板从所述第一外挡沿的内壁向内向上延伸。

本实用新型的进一步设置为：所述多孔容器还包括第一内挡沿，所述第一内挡沿从第一底板远离第一外挡沿内壁的端部向上延伸。

本实用新型的进一步设置为：所述收纳容器包括第二外挡沿、第二底板和第二内挡沿，所述第二底板从所述第二外挡沿的内壁向内向上延伸，所述第二内挡沿从所述第二底板远离第二外挡沿内壁的端部向上延伸，萃取剂容纳在所述第二内挡沿的内侧。

本实用新型的进一步设置为：所述萃取装置还包括与所述盖子内部连通的第二导气管。

本实用新型的进一步设置为：所述多孔容器的孔径为待萃取的钛合金大小的30％-90％。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

其一、本实用新型的冷凝板上设有多个环状导流板，萃取剂蒸发后在冷凝板上形成的冷凝液会顺着环状导流板均匀地滴落到多孔容器内，增加了待萃取的钛合金物料与萃取剂冷凝液的接触面，萃取效率更高，反应更加充分，资源利用率有效提高。

其二、本实用新型的多孔容器和收纳容器均可从主体内取出，钛合金废料和萃取得到的钛合金取出方便，实用效果好。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的剖视图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是本实用新型的多孔容器的剖面结构示意图；

图5是本实用新型的收纳容器的剖面结构示意图。

图中：1、主体；2、盖子；21、第一导气管；22、第二导气管；3、冷却单元；31、冷凝板；32、环状导流板；33、冷却剂入口；34、冷却剂出口；4、多孔容器；41、第一外挡沿；42、第一底板；43、第一内挡沿；5、收纳容器；51、第二外挡沿；52、第二底板；53、第二内挡沿。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：

一种改良型金属钛萃取装置，如图1-图5所示，包括主体1和盖子2，主体1上端敞口、用于容纳萃取剂，盖子2用于密闭主体1敞开的上端；具体地，本实施例中的主体1为中空且上端开口的圆柱体，盖子2按照中空的圆柱形形成，并且该盖子2的下端敞开，覆盖在主体1敞开的上端，并密封主体1，萃取剂可以是例如锌(Zn)、铅(Pb)或者其它合适的金属；需要说明的是，本实用新型的主体1还可以是中空且上端开口的三棱柱、四棱柱、五棱柱或者其它形状适合的柱体，本实施例中所公开的中空且上端开口的圆柱体不影响本实用新型的保护范围；相应地，本实用新型的金属钛萃取装置的盖子2可按照各种适合的形状形成，而不限于本实施例所公开的中空的圆柱形形状。

盖子2上设有与盖子2内部连通的第一导气管21，盖子2内侧设有冷却单元3，冷却单元3主要由冷凝板31围绕盖子2的顶板和侧壁之间的角按照密封的形式形成在盖子2的内侧，冷却剂容纳在该冷却单元3内；具体地，本实施例中的盖子2外侧设有与冷却单元3连通的冷却剂入口33和冷却剂出口34，便于更换冷却剂，冷却效果更佳；本实施例中的第一导气管21设在盖子2的顶部，用于向主体1内通入惰性气体(例如氦气、氖气、氩气等)，以防止金属钛与空气中的氧气、氮气、水以及二氧化碳等发生反应而导致钛的纯度降低、性能变差，可以理解的是，本实用新型的第一导气管21也可设在盖子2的侧壁上，本实施例中设在盖子2的顶部不影响本实用新型的保护范围，本实施例中的冷凝板31的一端固定到盖子2的顶板上，另一端固定在盖子2的内壁上。也就是说，冷却单元3可以是由盖子2的顶板的一部分、盖子2的侧壁的全部或者一部分以及冷凝板31所形成的封闭空间。冷凝板31的形状不限于图2中所示出的直线形，冷凝板31也可按照弯曲的形状、呈弧形的形状或者其它合适的形状形成。冷却剂(例如水或者其它合适的流体)容纳在该冷却单元3中，冷却单元3用于冷却萃取剂的蒸汽。

冷凝板31远离冷却单元3的一侧设有多个环状导流板32，多个所述环状导流板32均与盖子2同轴设置，多个所述环状导流板32的直径由外向内依次递减，多个所述环状导流板32的截面形状均为三角形，所述三角形的最长边与盖子2的内壁平行；从而保证冷凝在冷凝板31上的萃取剂冷凝液都会从导流板的下端滴下，萃取剂冷凝液落点分布更广，分布更加均匀。

主体1内侧设有多孔容器4和收纳容器5，多孔容器4和收纳容器5均与所述主体1轴向滑动配合，多孔容器4用于容纳待萃取的钛合金物料，收纳容器5为设在多孔容器4下方的环状槽体，萃取剂容纳在环状槽体内侧。

具体地，本实施例中的多孔容器4包括第一外挡沿41和第一底板42，第一底板42从第一外挡沿41的内壁向内向上延伸，可以理解的是，本实施例中的多孔容器4还可包括第一内挡沿43，第一内挡沿43从第一底板42远离第一外挡沿41内壁的端部向上延伸；所述多孔容器4形成有多个孔(图中未显示)，多孔容器4的孔径小于待处理的钛合金物料的直径，使得待处理的钛合金物料不会从多孔容器4漏下，另外，为了使萃取得到的液体产物顺利地从多孔容器4流下，所述多孔容器4的孔径不能太小。

优选地，本实施例中的多孔容器4的孔径为待萃取的钛合金大小的30％-90％。

具体地，本实施例中的收纳容器5包括第二外挡沿51、第二底板52和第二内挡沿53，第二底板52从第二外挡沿51的内壁向内向上延伸，第二内挡沿53从第二底板52远离第二外挡沿51内壁的端部向上延伸，萃取剂容纳在第二内挡沿53的内侧。

优选地，本实施例中的萃取装置还包括与盖子2内部连通的第二导气管22。

具体地，本实施例中的第二导气管22设在盖子2的顶部，可以理解的是，本实用新型的第二导气管22还可以设在盖子2的侧壁上，本实施例中所示不影响本实用新型的保护范围；第二导气管22用于对金属钛萃取装置进行抽真空，以进一步防止金属钛与空气中的氧气、氮气、水以及二氧化碳等发生反应而导致钛的纯度降低、性能变差。

以下将参照图2描述使用本实用新型的金属钛萃取装置进行萃取的过程。

参照图2，通过主体1的敞开的上端将萃取剂放入主体1的底部，萃取剂位于主体1底部与收纳容器5围成的腔体内，将适量的待萃取的钛合金物料放入多孔容器4内，将盖子2覆盖在主体1上，以将主体1密封好。然后，通过第二导气管22对主体1进行抽真空。可选地，本实用新型的金属钛萃取装置可不具有第二导气管22，在不具有第二导气管22的情况下，可通过气体第一导气管21对金属钛萃取装置进行抽真空。作为另一种方案，也可以不对金属钛萃取装置进行抽真空，在不对金属钛萃取装置抽真空的情况下，当通过第一导气管21将惰性气体注入金属钛萃取装置中，金属钛萃取装置中的空气可通过第二导气管22排放到外部。通过冷却剂入口33将冷却剂注入到冷却单元3中。接着，通过加热装置(未示出)对主体1进行加热，在主体1内部的温度达到萃取剂的熔点之后，萃取剂蒸发，并迅速上升，当蒸汽遇到冷凝板31时，冷凝在冷凝板31上。经过预定时间之后，通过第一导气管21将惰性气体注入到主体1内，此时，主体1内部的压力升高，冷凝在冷凝板31上的萃取剂就滴落在多孔容器4内，与其中的钛合金物料反应，将其中的钛萃取出来，形成液态，滴落在收纳容器5内。萃取结束后，通过冷却装置(未示出)对萃取装置进行冷却，此时，新形成的钛合金位于收纳容器5内，原来的合金位于多孔容器4内，剩余的萃取剂位于主体1的底部，不需要再进行分离，打开盖子2，取出多孔容器4和收纳容器5。

上述实施例仅仅是本实用新型的部分实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种改良型金属钛萃取装置，包括主体(1)和盖子(2)，所述主体(1)上端敞口、用于容纳萃取剂，所述盖子(2)用于密闭所述主体(1)敞开的上端，其特征在于：

所述盖子(2)上设有与盖子(2)内部连通的第一导气管(21)，所述盖子(2)内侧设有冷却单元(3)，所述冷却单元(3)主要由冷凝板(31)围绕盖子(2)的顶板和侧壁之间的角按照密封的形式形成在盖子(2)的内侧，冷却剂容纳在该冷却单元(3)内；

所述冷凝板(31)远离所述冷却单元(3)的一侧设有多个环状导流板(32)，多个所述环状导流板(32)均与所述盖子(2)同轴设置，多个所述环状导流板(32)的直径由外向内依次递减，多个所述环状导流板(32)的截面形状均为三角形，所述三角形的最长边与所述盖子(2)的内壁平行；

所述主体(1)内侧设有多孔容器(4)和收纳容器(5)，所述多孔容器(4)和收纳容器(5)均与所述主体(1)轴向滑动配合，所述多孔容器(4)用于容纳待萃取的钛合金物料，所述收纳容器(5)为设在多孔容器(4)下方的环状槽体，萃取剂容纳在所述环状槽体内侧。

2.如权利要求1所述的改良型金属钛萃取装置，其特征在于：所述盖子(2)外侧设有与所述冷却单元(3)连通的冷却剂入口(33)和冷却剂出口(34)。

3.如权利要求2所述的改良型金属钛萃取装置，其特征在于：所述冷凝板(31)按照弯曲的形状形成。

4.如权利要求2所述的改良型金属钛萃取装置，其特征在于：所述冷凝板(31)呈弧形。

5.如权利要求1所述的改良型金属钛萃取装置，其特征在于：所述多孔容器(4)包括第一外挡沿(41)和第一底板(42)，所述第一底板(42)从所述第一外挡沿(41)的内壁向内向上延伸。

6.如权利要求5所述的改良型金属钛萃取装置，其特征在于：所述多孔容器(4)还包括第一内挡沿(43)，所述第一内挡沿(43)从第一底板(42)远离第一外挡沿(41)内壁的端部向上延伸。

7.如权利要求1所述的改良型金属钛萃取装置，其特征在于：所述收纳容器(5)包括第二外挡沿(51)、第二底板(52)和第二内挡沿(53)，所述第二底板(52)从所述第二外挡沿(51)的内壁向内向上延伸，所述第二内挡沿(53)从所述第二底板(52)远离第二外挡沿(51)内壁的端部向上延伸，萃取剂容纳在所述第二内挡沿(53)的内侧。

8.如权利要求1所述的改良型金属钛萃取装置，其特征在于：所述萃取装置还包括与所述盖子(2)内部连通的第二导气管(22)。

9.如权利要求1-8任意一项所述的改良型金属钛萃取装置，其特征在于：所述多孔容器(4)的孔径为待萃取的钛合金大小的30％-90％。

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