CN219037572U - 一种镁电解用熔融氯化镁免搅拌连续除杂的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及氯化镁除杂领域，尤其涉及一种镁电解用熔融氯化镁免搅拌连续除杂的装置，现有装置有搅拌过程易搅起底渣增加沉降时间及加剧熔融氯化镁与空气接触水解，只能单炉操作效率低处理量小等缺点，本装置包括设于炉体上方的抽料口，和设于炉体侧边的侧进式入料口，可以出料进料同时作业；设于抽料口一侧的真空管和另一侧的惰性气体管，使炉腔保持惰性气体微正压保护避免熔融氯化镁与空气接触水解；本装置通过进抽料口分开设计及惰性气体真空装置构成保证熔融氯化镁在无需搅拌的前提下实现连续除杂并防止氯化镁水解的效果。

Description

一种镁电解用熔融氯化镁免搅拌连续除杂的装置

技术领域

本实用新型涉及氯化镁除杂领域，尤其涉及一种镁电解用熔融氯化镁免搅拌连续除杂的装置。

背景技术

钛及钛合金具有熔点高、耐腐蚀、比强度高、高低温力学性能优良和生物相容性好等优点,广泛应用于航空航天、海洋开发、石油化工、临床医疗和体育休闲等领域。海绵钛作为金属钛及钛合金制备的初始原料,工业生产由镁热还原一真空蒸馏法制得。工艺流程为首先将富钛原料氯化制备粗四氯化钛,粗四氯化钛经精制得到精四氯化钛,精四氯化钛输送至还蒸工序与液镁反应生产钛和氯化镁,氯化镁定期排放送至镁电解工序产生镁和氯气,镁输送至还蒸工序,氯气输送至氯化工序,从而实现全流程的镁氯循环。

海绵钛生产根据炉型分为“U”型炉和倒“U”型炉。按照排料方式分为氯化镁上排式生产技术和氯化镁下排式生产技术,无论采用哪种排料技术,氯化镁中均含有杂质钛颗粒、氧化镁、Fe、Ti离子等杂质,其中氯化镁下排式生产技术产生的氯化镁熔体中杂质含量更高,对后续的镁电解工艺的正常生产和电流效率的提高影响更大。

杂质的危害：1、氧化镁可以使阴极钝化,析出鱼子状的细小镁粒,这种镁粒不易汇合长大,导致镁的损失量增大。同时氧化镁容易被镁粒吸附,导致镁粒密度增大而沉入槽底,增大镁损失。在杂质对电流效率的影响中的主要影响因素；2、熔体中的钛主要以直径为一的细小钛颗粒和未反应完全的低价钛氯化物存在。电解过程中钛会在阴极优先析出,造成阴极钝化,同时钛会吸附在镁粒表面,造成镁粒密度增大,沉入槽底,镁损失增大；3、氯化镁熔体中的铁主要以Fe、Fe²⁺和Fe³⁺的形式在。其会在阴极析出,导致阴极钝化,同时会导致生成的镁粒呈鱼子状而难以汇集长大,会增大镁的损失。

目前,采用全流程生产海绵钛的企业,来自还蒸工序的氯化镁熔体均没有采取系统性的净化除杂操作而直接加入电解槽,或经过氯化镁净化炉净化后准备入炉电解。现工艺净化炉加料后，对氯化镁进行加热、搅拌后，静置沉淀后即净化完成，但尚有搅拌过程易搅起底渣增加沉降时间及加剧氯化镁与空气接触水解，只能单炉操作效率低处理量小等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有氯化镁净化工艺搅拌过程易搅起底渣增加沉降时间及加剧氯化镁与空气接触水解，只能单炉操作效率低处理量小等缺点，提供一种镁电解用熔融氯化镁免搅拌连续除杂的装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种镁电解用熔融氯化镁免搅拌连续除杂的装置，包括设于炉体上方的抽料口和设于炉体侧边的侧进式入料口，二者整体组成一个“Y”型，可以出料进料同时作业，并且当熔融氯化镁液面高于出口通道进入炉腔高度时，侧方进入的待除杂熔融氯化镁产生的冲击力形成的熔融氯化镁流动代替搅拌的效果，使得装置在无需搅拌的情况下实现连续除杂的效果。

优选的，所述侧进式入料口包括垂直向下的入口通道和倾斜向下的出口通道，出口通道连接入口通道到炉腔中下部，入料时，熔融氯化镁从入口通道进入，垂直向下的冲击力作用在出口通道经过一个缓冲后，抵消部分进料时的冲刷，使得连续入料对已有中下层熔融氯化镁产生搅动作用的同时不影响炉腔上层净化后熔融氯化镁杂质含量。

优选的，所述炉体上部设有惰性气体管和真空管，用于将炉腔抽真空后充入惰性气体，使炉腔保持惰性气体微正压保护，避免熔融氯化镁与空气接触水解。

优选的，所述入口通道和抽料口之间设有支撑防护挡板，作为炉体与侧进式入料口间填充上部的填充结构，起到支撑炉体，找平的作用。

优选的，所述入口通道和出口通道之间形成的倾斜夹角大于120度小于130度，使从侧进式入料口进入炉体的熔融氯化镁对炉体内产生的冲击既不会太大而影响炉体上层已净化熔融氯化镁也不会太小而无法实现对炉体中下层熔融氯化镁的搅动效果。

优选的，所述炉体包括炉体外壳和炉体内衬，炉体内衬起到一个耐高温和防腐蚀的作用。

优选的，所述出口通道下方设有垂直支撑柱和横向支撑柱，横向支撑柱用于连接出口通道下方的炉体外壳和垂直支撑柱，横向支撑柱也用于连接出口通道下方垂直支撑柱和炉体内衬

优选的，所述炉体外壳和炉体内衬之间设有加热电偶，入口通道和支撑防护挡板之间也设有加热电偶，使得炉体中的熔融氯化镁和进入侧进式入料口的熔融氯化镁都保持一个加热状态，从而一直处于熔融态。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型通过新式的“Y”型设计抽料口及侧进式入料口，可以出料进料同时作业，相比于现有装置只能单炉操作效率低处理量小，本装置能实现连续生产的效果。

2、本实用新型侧进式入料口包括垂直向下的入口通道和斜向下的出口通道，出口通道将熔融氯化镁输送到炉体下层，通过调整入口通道和出口通道的角度可以调节熔融氯化镁进入炉体时对炉体内中已有熔融氯化镁产生的冲击力大小，适当的冲击力可以对炉腔中下层熔融氯化镁进行一个搅动的效果并且不会影响上层已净化熔融氯化镁的杂质浓度，相比于现有装置需要搅拌装置搅拌并且搅拌过程易搅起底渣增加沉降时间，本装置用进料时熔融氯化镁的冲击力形成的熔融氯化镁流动代替搅拌实现免搅拌的效果。

3、本实用新型通过真空管和惰性气体管使炉腔保持惰性气体微正压保护，相比于现有装置在搅拌过程中对加剧熔融氯化镁水解与空气接触水解，本装置能有效避免熔融氯化镁与空气中的水发生反应水解生成杂质。

附图说明

图1一种镁电解用熔融氯化镁免搅拌连续除杂的装置的结构示意图。

附图标记

1-惰性气体管、2-抽料口、3-支撑防护挡板、4-侧进式入料口、4a-入口通道、4b-出口通道、5-真空管、6-炉体、6a-炉体外壳、6b-炉体内衬、7-加热电偶、8-横向支撑柱、9-炉体底座、10-底渣层、11-垂直支撑柱。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1所示，本实施例中，炉体底座11上设有炉体6，炉体包括炉体外壳6a和保护炉体外壳6a的炉体内衬6b；所述炉体外壳6a和炉体内衬6b之间、入口通道4a和支撑防护挡板3之间都均匀设有加热电偶7，使炉体内部的熔融氯化镁和进入侧进式入料口4入口通道4a的熔融氯化镁都处于一个加热状态，从而一直保持熔融态；在炉体上方设有抽料口2，抽料口2是有盖子密封的，当需要抽料作业时，打开盖子，利用抽料管进入炉腔抽料；在抽料口2侧边设有侧进式入料口4，所述侧进式入料口4包括垂直向下的入口通道4a，倾斜向下连接出口通道4b，出口通道4b连接入口通道4a到炉腔中下部，其中入口通道4a和出口通道4b之间的夹角为120度，出口通道4b抵消部分进料时的冲击力然后将熔融氯化镁输送到炉体中下层，当熔融氯化镁液面高于出口通道4b进入炉腔高度时，进入到炉腔的熔融氯化镁会对已有的熔融氯化镁产生一个搅动作用，而后再通过重力沉降进行分层，其中净化后的熔融氯化镁溢流入炉体上部，杂质则受重力影响沉入底部形成底渣层10，可对其定期清理；所述入口通道4a左边设有支撑防护挡板3，作为炉体6与侧进式入料口4之间填充上部的填充结构，材质为钢，起到支撑炉体、找平作用。

实施例2

如图1所示，本实施例区别于实施例1的地方在于，设于抽料口2一侧的真空管5抽离炉腔空气然后抽料口2另一侧惰性气体管1往炉腔排入惰性气体例如氮气，使炉腔保持惰性气体微正压，避免熔融氯化镁与空气接触水解生成杂质。

实施例3

如图1所示，本实施例区别于实施例2的地方在于，将入口通道4a和出口通道4b之间的夹角进行了一个调整，调整后的夹角大小为130度，从而影响熔融氯化镁进入炉腔时对炉腔中已有熔融氯化镁产生的冲击力大小，适当的冲击力可以对炉腔中下层熔融氯化镁进行一个搅动的效果并且连续入料也不影响炉腔上层净化后熔融氯化镁杂质含量。

Claims (10)

1.一种镁电解用熔融氯化镁免搅拌连续除杂的装置，包括炉体(6)，其特征在于：包括设于炉体(6)上方的抽料口(2)以及设于炉体(6)侧边的侧进式入料口(4)。

2.根据权利要求1所述一种镁电解用熔融氯化镁免搅拌连续除杂的装置，其特征在于：所述侧进式入料口(4)包括垂直向下的入口通道(4a)，倾斜向下的出口通道(4b)，出口通道(4b)连接入口通道(4a)到炉腔中下部。

3.根据权利要求1或2所述一种镁电解用熔融氯化镁免搅拌连续除杂的装置，其特征在于：所述炉体(6)上部设有惰性气体管(1)和真空管(5)。

4.根据权利要求2所述一种镁电解用熔融氯化镁免搅拌连续除杂的装置，其特征在于：所述入口通道(4a)和出口通道(4b)之间形成的倾斜夹角大于120度小于130度。

5.根据权利要求2所述一种镁电解用熔融氯化镁免搅拌连续除杂的装置，其特征在于：所述入口通道(4a)和抽料口(2)之间设有支撑防护挡板(3)。

6.根据权利要求4所述一种镁电解用熔融氯化镁免搅拌连续除杂的装置，其特征在于：所述出口通道(4b)下方设有垂直支撑柱(11)。

7.根据权利要求2所述一种镁电解用熔融氯化镁免搅拌连续除杂的装置，其特征在于：所述炉体(6)包括炉体外壳(6a)和炉体内衬(6b)。

8.根据权利要求2所述一种镁电解用熔融氯化镁免搅拌连续除杂的装置，其特征在于：所述出口通道(4b)下方设有的横向支撑柱(8)，横向支撑柱(8)连接出口通道(4b)下方的炉体外壳(6a)和垂直支撑柱(11)，横向支撑柱(8)连接出口通道(4b)下方垂直支撑柱(11)和炉体内衬(6b)。

9.根据权利要求7所述一种镁电解用熔融氯化镁免搅拌连续除杂的装置，其特征在于：所述炉体外壳(6a)和炉体内衬(6b)之间设有加热电偶(7)。

10.根据权利要求5所述一种镁电解用熔融氯化镁免搅拌连续除杂的装置，其特征在于：所述入口通道(4a)和支撑防护挡板(3)之间设有加热电偶(7)。

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