RU2794482C1 - Reactor for processing titanium-containing raw materials - Google Patents
Reactor for processing titanium-containing raw materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2794482C1 RU2794482C1 RU2022122500A RU2022122500A RU2794482C1 RU 2794482 C1 RU2794482 C1 RU 2794482C1 RU 2022122500 A RU2022122500 A RU 2022122500A RU 2022122500 A RU2022122500 A RU 2022122500A RU 2794482 C1 RU2794482 C1 RU 2794482C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- pipeline
- scrubber
- branch pipe
- raw material
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к реактору для переработки титансодержащего сырья и может быть использовано для получения тонкодисперсных порошков диоксида титана гидрофторидным методом из титансодержащего сырья (ильменитового или рутильного концентрата).The invention relates to a reactor for the processing of titanium-containing raw materials and can be used to obtain fine powders of titanium dioxide by the hydrofluoride method from titanium-containing raw materials (ilmenite or rutile concentrate).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
Из уровня техники известен реактор, раскрытый в RU 2263072 С1, опубл. 27.10.2005, прототип. Реактор содержит корпус, включающий трубчатую стенку с днищем и крышку. Приводной вал с мешалками расположен в полости реактора. Теплоподводящий узел - вне полости реактора. Реактор имеет загрузочный и разгрузочный узлы. Поверхность полости корпуса реактора выполнена из магния; поверхность деталей, размещенных в полости реактора, выполнена из материала, стойкого к воздействию растворов фторид содержащих реагентов. Элементы корпуса соединены герметично, загрузочный и разгрузочный узлы выполнены герметизируемыми. Крышка реактора снабжена газоотводящим патрубком, связанным с блоком утилизации газовых продуктов реакции. В днище реактора расположен разгрузочный люк.The prior art reactor disclosed in RU 2263072 C1, publ. 10/27/2005, prototype. The reactor contains a body including a tubular wall with a bottom and a lid. The drive shaft with agitators is located in the reactor cavity. The heat supply unit is outside the reactor cavity. The reactor has loading and unloading nodes. The surface of the cavity of the reactor vessel is made of magnesium; the surface of the parts placed in the cavity of the reactor is made of a material resistant to the effects of solutions of fluoride-containing reagents. Housing elements are hermetically connected, loading and unloading units are sealed. The reactor lid is equipped with a gas outlet connected to the unit for utilization of the gaseous reaction products. An unloading hatch is located at the bottom of the reactor.
Недостатком раскрытого выше реактора является:The disadvantage of the reactor disclosed above is:
1. Наличие разгрузочного люка, что не дает сделать реакцию непрерывной или частично непрерывной.1. The presence of an unloading hatch, which prevents the reaction from being continuous or partially continuous.
2. Наличие магния в качестве материала стенки полости реактора, что загрязняет продукты реакции из-за потерь металла в области границы кипению.2. The presence of magnesium as the material of the reactor cavity wall, which contaminates the reaction products due to metal losses in the region of the boiling boundary.
3. Наличие механической мешалки, что создает как минимум один дополнительный узел, предполагающий потерю аммиака.3. The presence of a mechanical stirrer, which creates at least one additional node, suggesting the loss of ammonia.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION
Задачей заявленного изобретения является разработка реактора для получения тонкодисперсных порошков диоксида титана гидрофторидным методом.The objective of the claimed invention is the development of a reactor for producing fine powders of titanium dioxide by the hydrofluoride method.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности и работоспособности реактора в условиях применения высоко-агрессивного реагента/группы реагентов при исключении потери качества получаемого продукта.The technical result of the invention is to increase the reliability and operability of the reactor under the conditions of using a highly aggressive reagent/group of reagents while eliminating the loss of quality of the resulting product.
Указанный технический результат достигается за счет того, что реактор для переработки титансодержащего сырья содержит цилиндрический корпус, верхний конец которого соединен при помощи трубопровода с емкостью для хранения твердого сырьевого материала, а нижний конец соединен с входным трубопроводом блока нагрева. При этом в верхней части цилиндрического корпуса реактора расположен первый патрубок для соединения при помощи трубопровода с блоком скруббера, содержащий скруббер с системой охлаждения и второй патрубок для соединения при помощи трубопровода с емкостью для хранения жидкого сырьевого материала, а под указанными патрубками расположен третий патрубок для соединения с выходным трубопроводом блока нагрева. Причем блок нагрева содержит змеевик соединенный с входным и выходными трубопроводами, а во входном трубопроводе установлен ультразвуковой резонатор.The specified technical result is achieved due to the fact that the reactor for processing titanium-containing raw materials contains a cylindrical body, the upper end of which is connected by means of a pipeline to a container for storing solid raw material, and the lower end is connected to the inlet pipeline of the heating unit. At the same time, in the upper part of the cylindrical reactor vessel, the first branch pipe is located for connection using a pipeline with a scrubber unit, containing a scrubber with a cooling system and a second branch pipe for connection using a pipeline with a storage tank for liquid raw material, and under these pipes there is a third branch pipe for connecting with the outlet pipeline of the heating unit. Moreover, the heating unit contains a coil connected to the inlet and outlet pipelines, and an ultrasonic resonator is installed in the inlet pipeline.
В нижнем конце корпуса реактора установлен штуцер для отвода пульпы.At the lower end of the reactor vessel there is a slurry outlet.
В нижнем конце корпуса установлен штуцер отвода аммиачной воды.Ammonia water outlet fitting is installed at the lower end of the housing.
В верхней боковой части корпуса скруббер установлен штуцер отвода остаточных газов с фильтром.In the upper lateral part of the scrubber body, a fitting for removing residual gases with a filter is installed.
Система охлаждения представляет собой замкнутый контур с конвекционным холодильником, заполненный водой.The cooling system is a closed circuit with a convection cooler filled with water.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Изобретение будет более понятным из описания, не имеющего ограничительного характера и приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:The invention will be better understood from the description, which is not restrictive and given with reference to the accompanying drawings, which show:
Фиг. 1 - Схема заявленного реактора.Fig. 1 - Scheme of the claimed reactor.
Фиг. 2 - Схема гидрофторидной технологии.Fig. 2 - Scheme of hydrofluoride technology.
1 - блок нагрева; 1.1 - змеевик; 1.2 - насос; 1.3 - двигатель насоса; 2 - дозатор жидкого сырьевого материала; 3 - дозатор твердого сырьевого материала; 4 - реакционная зона; 4.1 - корпус реактора; 4.2 - штуцер подачи жидкого сырьевого материала; 4.3 - штуцер отвода пульпы; 5 - блок скруббера; 5.1 - штуцер отвода аммиачной воды; 5.2 - штуцер подвода газа; 5.3 - скруббер; 5.4 - штуцер отвода остаточных газов; 5.5 - фильтр; 6 - емкость для хранения твердого сырьевого материала; 7 - емкость для хранения жидкого сырьевого материала; 8 - ультразвуковой резонатор; 9 - клапан регулировки давления; 10 - конвекционный холодильник.1 - heating block; 1.1 - coil; 1.2 - pump; 1.3 - pump motor; 2 - dispenser of liquid raw material; 3 - dispenser of solid raw material; 4 - reaction zone; 4.1 - reactor vessel; 4.2 - fitting for supplying liquid raw material; 4.3 - pulp outlet; 5 - scrubber block; 5.1 - ammonia water outlet; 5.2 - gas supply fitting; 5.3 - scrubber; 5.4 - fitting for the removal of residual gases; 5.5 - filter; 6 - container for storing solid raw material; 7 - container for storing liquid raw material; 8 - ultrasonic resonator; 9 - pressure control valve; 10 - convection refrigerator.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Реактор для переработки титансодержащего сырья содержит цилиндрический корпус 4.1, верхний конец которого соединен при помощи трубопровода с емкостью 6 для хранения твердого сырьевого материала, а нижний конец соединен с входным трубопроводом блока (1) нагрева. При этом в верхней части цилиндрического корпуса 4.1 реактора расположен первый патрубок для соединения при помощи трубопровода с блоком 5 скруббера, содержащий скруббером 5.3 с системой охлаждения и второй патрубок для соединения при помощи трубопровода с емкостью 7 для хранения жидкого сырьевого материала, а под указанными патрубками расположен третий патрубок для соединения с выходным трубопроводом блока 1 нагрева. В трубопроводе, соединяющий корпус 4.1 с емкостью 6 установлен дозатор 3 твердого сырьевого материала (ильменитового или рутильного концентрата) в виде порошка с размером частиц 0,05-0,5 мм, а в трубопроводе, соединяющий корпус 4.1 с емкостью 7 установлен дозатор жидкого материала (насыщенный раствор фторида или бифторида аммония).The reactor for processing titanium-containing raw materials contains a cylindrical body 4.1, the upper end of which is connected by means of a pipeline to a
Блок (1) нагрева содержит обогреваемый змеевик, соединенный с входным и выходными трубопроводами, а во входном трубопроводе установлен ультразвуковой резонатор (8).The heating block (1) contains a heated coil connected to the inlet and outlet pipelines, and an ultrasonic resonator (8) is installed in the inlet pipeline.
В нижнем конце корпуса 4.1 реактора установлен штуцер 4.3 для отвода пульпы.At the lower end of the body 4.1 of the reactor, a fitting 4.3 is installed to remove the pulp.
В трубопроводе для соединения реактора 4.1 со скруббера 5.3 через штуцер 5.2 подвода газа установлен клапан 9 регулировки давления. В нижнем конце корпуса скруббера 5.3 установлен штуцер отвода аммиачной воды.In the pipeline for connecting the reactor 4.1 with the scrubber 5.3, a
В верхней боковой части корпуса скруббер установлен штуцер 5.4 отвода остаточных газов с фильтром 5.5.In the upper side part of the scrubber body, a fitting 5.4 for removing residual gases with a filter 5.5 is installed.
Система охлаждения представляет собой замкнутый контур из трубопроводов с конвекционным холодильником 10, заполненный водой. Замкнутый контур соединен с входным (нижними) и выходным (верхним) боковыми штуцерами скруббера 5.3.The cooling system is a closed circuit of pipelines with a
Заявленный реактор для переработки титансодержащего сырья работает следующим образом.The claimed reactor for processing titanium-containing raw materials works as follows.
Из емкости 7 для хранения жидкого сырьевого материала через дозатор 2 жидкого сырьевого материала в реакционную зону 4, расположенную внутри корпуса 4.1 реактора подается насыщенный раствор фторида аммония.From the
Из емкости 6 для хранения твердого сырьевого материала через дозатор 3 твердого сырьевого материала подается ильменитовый в виде порошка.From the solid raw
В реакционной зоне (4) реактора образуется пульпа с температурой 109°С. Реактор представляет собой емкость, устойчивую к температуре до 120°С, к фториду аммония, паро-газовой смеси - пар-амиак и к переходным процессам на границе кипения (поликабонат, полипропилен, эпоксидно-целлюлозный композит).In the reaction zone (4) of the reactor, a slurry is formed with a temperature of 109°C. The reactor is a container resistant to temperatures up to 120°C, to ammonium fluoride, steam-gas mixture - steam-ammonia and to transient processes at the boiling point (polycarbonate, polypropylene, epoxy-cellulose composite).
Нагревание и перемешивание (барботаж) пульпы осуществляется за счет замкнутого контура нагрева, заполненного теплоносителем состоящего из нагревательного элемента в виде змеевика 1.1, изготовленного из материала устойчивого к горячей смеси пар-аммиак и «насоса» 1.2 изготовленного из материала устойчивого к горячей смеси пар-аммиак (алюминий, монель-сплав, армированные силиконы и пр.).Heating and mixing (bubbling) of the pulp is carried out due to a closed heating circuit filled with a coolant consisting of a heating element in the form of a coil 1.1 made of a material resistant to a hot mixture of steam-ammonia and a "pump" 1.2 made of a material resistant to a hot mixture of steam-ammonia (aluminum, monel alloy, reinforced silicones, etc.).
В качестве теплоносителя используется смесь - пар-аммиак, являющейся продуктом реакции фторида аммония с ильменитовым концентратом. Теплоноситель при помощи насоса 1.2, работающий от двигателя поступает в реактор снизу, проходит через него и тем самым нагревая и перемешивая пульпу, охлажденный теплоноситель поступает на змеевик 1.1 обогреваемый известными способами, например, при помощи нагрева нихромной спирали. После змеевика 1.1 горячий теплоноситель поступает в реактор. При помощи ультразвукового резонатора 8 осуществляется ускорения реакции образования диоксида титана за счет того, что создается стоячая ультразвуковая волна в теплоносителе (исключаются перепады давления на входе в реактор), передающая колебания в жидкий сырьевой материал внутри корпуса реактора.As a heat carrier, a mixture is used - steam-ammonia, which is the product of the reaction of ammonium fluoride with ilmenite concentrate. The coolant with the help of a pump 1.2, powered by the engine, enters the reactor from below, passes through it and thereby heating and mixing the pulp, the cooled coolant enters the coil 1.1 heated by known methods, for example, by heating a nichrome coil. After the coil 1.1 hot coolant enters the reactor. With the help of an
Избыточный аммиак в виде парогазовой смеси вода-аммиак, образовавшийся в корпусе 4.1 реактора подается в скруббер 5.3 через штуцер 5.2 подвода газа по трубопроводу, содержащему клапан (9) регулировки давления, регулирующий давление в реакторе. При взаимодействии указанной парогазовой смеси с охлаждающей водой, по трубопроводу поступающей в скруббер 5.3 через входной нижний боковой штуцер, в результате аммиак, проходя сквозь воду, растворяется в ней с образованием гидроксида аммония (аммиачная вода), а сконденсированный водяной пар увеличивает объем воды. Нагретая вода из скруббера 5.3 через верхний выходной боковой штуцер по трубопроводу поступает в конвекционный холодильник 10, где охлаждается и вновь поступает в скруббер 5.3. Аммиачная вода отводится через штуцер 5.1 отвода аммиачной воды 5.1.Excess ammonia in the form of a water-ammonia gas-vapor mixture formed in the reactor vessel 4.1 is fed into the scrubber 5.3 through the gas supply fitting 5.2 through a pipeline containing a pressure control valve (9) that regulates the pressure in the reactor. When the specified vapor-gas mixture interacts with the cooling water, which enters the scrubber 5.3 through the inlet lower side fitting, as a result, ammonia, passing through the water, dissolves in it with the formation of ammonium hydroxide (ammonia water), and the condensed water vapor increases the volume of water. The heated water from the scrubber 5.3 through the upper outlet side fitting through the pipeline enters the
Остатки не растворившихся газов выводятся в атмосферу через штуцер 5.4 отвода остаточных газов с фильтром 5.5.The remains of undissolved gases are discharged into the atmosphere through the outlet 5.4 of the residual gases with a filter 5.5.
Продукты реакции (тонкая взвесь нерастворимых фтороферратов аммония в растворе фторотитанатов аммония) для последующего использования отводятся через штуцер 4.3 отвода пульпы.The reaction products (a fine suspension of insoluble ammonium fluoroferrates in a solution of ammonium fluorotitanates) are discharged for subsequent use through the pulp outlet 4.3.
Заявленный технический результат достигается исключением из схемы работы реактора подвижных элементов за счет перемешивания и нагревания пульпы барботированием теплоносителем, в качестве которого применяются продукты реакции твердого и жидкого сырьевых материалов, а также применения в конструкционных элементах реактора материалов, выдерживающие агрессивные среды.The claimed technical result is achieved by excluding moving elements from the reactor operation scheme by mixing and heating the pulp by bubbling the coolant, which is used as the reaction products of solid and liquid raw materials, as well as the use of materials in the structural elements of the reactor that can withstand aggressive environments.
Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как оно раскрыта в настоящем описании. Соответственно, изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.The invention has been described above with reference to a specific embodiment. For specialists, other embodiments of the invention may be obvious, without changing its essence, as it is disclosed in the present description. Accordingly, the invention is to be considered limited in scope by the following claims only.
Claims (5)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2794482C1 true RU2794482C1 (en) | 2023-04-19 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2180321C2 (en) * | 1996-07-25 | 2002-03-10 | Керр-Макджи Кемикал ЛЛСи | Method and device for production of titanium dioxide |
RU2255901C1 (en) * | 2004-03-22 | 2005-07-10 | Гордиенко Павел Сергеевич | Reactor installation |
RU2263072C1 (en) * | 2004-03-22 | 2005-10-27 | Гордиенко Павел Сергеевич | Reactor |
RU54032U1 (en) * | 2005-12-16 | 2006-06-10 | ООО Научно-производственное предприятие "СТАРТ" | TECHNOLOGICAL SITE FOR TITANIUM DIOXIDE |
RU2305660C2 (en) * | 2005-06-14 | 2007-09-10 | Михаил Алексеевич Горовой | Installation for the synthesis of the titanium dioxide and the method for the synthesis of the titanium dioxide |
CN213375747U (en) * | 2020-08-04 | 2021-06-08 | 河南佰利联新材料有限公司 | Device for collecting titanium white base material by chlorination process by dry method |
CN113845145A (en) * | 2021-11-15 | 2021-12-28 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | Scar-proof device of titanium white chloride oxidation reactor and oxidation reactor |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2180321C2 (en) * | 1996-07-25 | 2002-03-10 | Керр-Макджи Кемикал ЛЛСи | Method and device for production of titanium dioxide |
RU2255901C1 (en) * | 2004-03-22 | 2005-07-10 | Гордиенко Павел Сергеевич | Reactor installation |
RU2263072C1 (en) * | 2004-03-22 | 2005-10-27 | Гордиенко Павел Сергеевич | Reactor |
RU2305660C2 (en) * | 2005-06-14 | 2007-09-10 | Михаил Алексеевич Горовой | Installation for the synthesis of the titanium dioxide and the method for the synthesis of the titanium dioxide |
RU54032U1 (en) * | 2005-12-16 | 2006-06-10 | ООО Научно-производственное предприятие "СТАРТ" | TECHNOLOGICAL SITE FOR TITANIUM DIOXIDE |
CN213375747U (en) * | 2020-08-04 | 2021-06-08 | 河南佰利联新材料有限公司 | Device for collecting titanium white base material by chlorination process by dry method |
CN113845145A (en) * | 2021-11-15 | 2021-12-28 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | Scar-proof device of titanium white chloride oxidation reactor and oxidation reactor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20120060868A1 (en) | Microscale fluid delivery system | |
US20080042305A1 (en) | Cavitation Reaction Apparatus | |
KR101936548B1 (en) | Waste liquid regenerating device | |
RU2794482C1 (en) | Reactor for processing titanium-containing raw materials | |
US8096700B2 (en) | Heat exchange system for a cavitation chamber | |
CN108910897A (en) | A kind of quartz sand high-temperature activation method of purification | |
JP6071892B2 (en) | Perfluoride decomposition treatment method and treatment apparatus | |
RU2705950C1 (en) | Method for chemical purification of natural quartz material, apparatus for realizing the method and grain obtained according to the method | |
NO148410B (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF CHLORODIOXIDE, CHLORINE AND AN ALKALIMETAL SALT. | |
CN104071793A (en) | Method for recovering solid slag slurry obtained by carrying out cold hydrogenation on polycrystalline silicon | |
CN107715816A (en) | A kind of ultrasonic/microwave hydro-thermal/meto-super-critical reactor | |
CN207169691U (en) | A kind of energy-conservation steams formula cycling hot retort | |
JP6202715B2 (en) | Hydrogen compound decomposition hydrogen recovery apparatus and method | |
KR101382682B1 (en) | Apparatus and method for refining silicon | |
WO2020189127A1 (en) | Methane production system | |
CN106732206A (en) | A kind of recoverying and utilizing method of intelligent reactor and hydrofluoric acid and hydrochloric acid nitration mixture | |
CN207493232U (en) | A kind of microwave vacuum enrichment facility of chemical sample pilot scale workshop section | |
CN208700809U (en) | A kind of saliferous and polar solvent industrial wastewater apparatus for continuous treatment | |
US6841095B2 (en) | Chemical process and plant | |
FR2642889A1 (en) | Process for cleaning containers contaminated with a radioactive substance | |
JP2006510683A (en) | Method and apparatus for controlling chemical reactions | |
JPS5945901A (en) | Method and apparatus for releasing hydrogen from hydrogen-occluding substance | |
CN108793095A (en) | Solution impurity-removing method and solution impurity removed system | |
JPH02198626A (en) | Concentration and drying device for material to be treated | |
CN217796073U (en) | Chlorination processing system in VDC production process |