专利名称：制备金属锂用的还原反应罐的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冶金领域，特别是涉及制备金属锂用的还原反应罐。
俄罗斯专利No.2149911(1999年7月29日申请，发明公告公布于2000年5月25日第15期)提供了一种制备金属锂用的还原反应罐，该设备的单产生产能力小，而且影响金属锂蒸汽的逸出和产出率低，并且金属不易流出下料口易堵。
本实用新型的目的在于提供一种制备金属锂用的还原反应罐，以便有效地将生产金属锂的真空热还原法同金属锂的进一步提纯工艺有机地结合在一起，实现金属锂的合成—还原和冷凝—净化一体化，不仅得到高纯金属锂，还可减少工艺环节，缩短流程，减少用人，操作简单，降低生产成本，提高生产效率。
本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的制备金属锂用的还原反应罐由反应缸(1)、反应缸盖(2)、篮筐(3)、带孔的导气管(4)、冷凝—净化区冷却水夹套(5)、冷凝—净化区—除杂质用冷却水端盖夹套(6)和液态金属锂收集器(7)组成，其中，还原反应罐为Γ式、立式或卧式，底部或一端为合成—还原区，上部或另一端为冷凝—净化区；合成—还原区装有反应缸(1)，为U形圆罐，圆罐外装有加热装置(10)；U形的篮筐(3)置于反应缸(1)的底部或一端，并可从反应缸(1)上部或另一端的反应缸盖(2)中进出；带孔的导气管(4)置于篮筐(3)的中部；冷凝—净化区为圆筒，一端与反应缸(1)的顶部相连，冷凝—净化区冷却水夹套(5)位于圆筒的顶部或另一端的上部；冷凝—净化区—除杂质用冷却水端盖夹套(6)位于圆筒另一端的顶端；液态金属锂收集器(7)置于圆筒外，其与圆筒相连处的下料口带有加热装置(8)，以保证液态金属锂不会凝固在下料口处。
上述方案中，Γ式或卧式还原反应罐的冷凝—净化区的圆筒下半部分有保温层(9)，上半部分(约上半部分的1/2面积)通入冷却水循环，使金属锂蒸汽在内壁遇冷，由气态转换成液态流向液态金属锂收集器(7)。
上述方案中，冷凝—净化区的圆筒在下料口处呈凹形，便于液态金属锂流向下料口处。
上述方案中，冷凝—净化区的圆筒与U形反应缸(1)的夹角为90°～180°。
本实用新型不仅限于制备金属锂，同样适用于制备碱金属、碱土金属的真空热还原过程。
在采用真空热还原法生产金属锂时，将含锂的氧化物、含铝的氧化物和还原剂进行混合，然后压球，将上述炉料装入篮筐(3)内，篮筐(3)装入反应缸(1)内，然后盖上反应缸盖(2)，启动真空系统，将反应缸(1)的温度调整到规定的温度范围内，开始进行锂、铝氧化物的合成及与还原剂的真空热还原反应，在规定的时间内还原得出的金属锂呈气态逸出，顺着带孔的导气管(4)流向冷凝—净化区，该区上半部分1/2区设有冷凝—净化区冷却水夹套(5)，该区下半部分设有保温层(9)，使该区的温度控制在250～650℃之间，使金属锂蒸汽冷凝成液态金属锂，流入液态金属锂收集器(7)。同时在冷凝—净化区端头设计有K、Na净化室，通过端盖的冷凝—净化区—除杂质用冷却水端盖夹套(6)控制端盖内壁温度在95℃以下，使还原过程随金属锂蒸汽一起兔出的K、Na蒸汽，在此处冷凝结晶在端盖内壁上，以有效的去除K、Na杂质，保证副产物循环使用。上述规定的温度为650～1250℃。
本实用新型可有效地将生产金属锂的真空热还原法同金属锂的进一步提纯工艺有机地结合在一起，实现了金属锂的合成—还原和冷凝—净化一体化，不仅得到高纯金属锂，还可减少工艺环节，缩短流程，减少用人，操作简单，降低生产成本，提高生产效率。
本实用新型的装置每次能生产出5～10千克金属锂，且产品质量达到锂—1标准以上，产品成本低于氯化锂电解法生产成本，而且没有氯气对环境的污染。
以下结合附图进一步详述本实用新型，但本实用新型不仅限于附图所示实施例。
图1是本实用新型的Γ式还原反应罐的示意图。
图2是本实用新型的卧式还原反应罐的示意图。
图3是本实用新型的立式还原反应罐的示意图。
图1、图2和图3中，1.反应缸，2.反应缸盖，3.篮筐，4.带孔的导气管，5，冷凝—净化区冷却水夹套6.冷凝—净化区—除杂质用冷却水端盖夹套；7.液态金属锂收集器，8.加热装置，9.保温层，10.加热装置。
图1中，制备金属锂用的还原反应罐由反应缸1、反应缸盖2、篮筐3、带孔的导气管4冷凝—净化区冷却水夹套、5、冷凝—净化区—除杂质用冷却水端盖夹套6和液态金属锂收集器7组成，其中，还原反应罐为Γ式，底部为合成—还原区，上部为冷凝—净化区；合成—还原区装有反应缸1，为U形圆罐，圆罐外装有加热装置10；U形的篮筐3置于反应缸1的底部，并可从反应缸1上部的反应缸盖2中进出；带孔的导气管4置于篮筐3的中部；冷凝—净化区为横置的圆筒，一端与反应缸1的顶部相连，冷凝—净化区冷却水夹套5位于圆筒另一端的上部，圆筒上半部分(约上半部分的1/2面积)通入冷却水循环，下半部分有保温层9；冷凝—净化区—除杂质用冷却水端盖夹套6位于圆筒另一端的顶端；液态金属锂收集器7置于圆筒外，其与圆筒相连处的下料口带有加热装置8，以保证液态金属锂不会凝固在下料口处；冷凝—净化区的圆筒在下料口处呈凹形，便于液态金属锂流向下料口处。
图2中，制备金属锂用的还原反应罐为卧式，一端为合成一还原区，另一端为冷凝—净化区；合成—还原区装有反应缸(1)，为横置的U形圆罐，圆罐外装有加热装置10；横置的U形篮筐3置于反应缸1的一端，并可从反应缸1另一端的反应缸盖2中进出；带孔的导气管4置于篮筐3的上中部；冷凝—净化区为横置的圆筒，一端与反应缸1相连，冷凝—净化区冷却水夹套5位于圆筒的另一端的上部，圆筒上半部分(约上半部分的1/2面积)通入冷却水循环，下半部分有保温层9；冷凝—净化区—除杂质用冷却水端盖夹套6位于圆筒另一端的顶端；液态金属锂收集器7置于圆筒外，其与圆筒相连处的下料口带有加热装置8，以保证液态金属锂不会凝固在下料口处，冷凝—净化区的圆筒在下料口处呈凹形，便于液态金属锂流向下料口处。
图3中，制备金属锂用的还原反应罐为立式，底部为合成—还原区，上部为冷凝—净化区；合成—还原区装有反应缸1，为U形圆罐，圆罐外装有加热装置10；U形的篮筐3置于反应缸1的底部，并可从反应缸1上面的反应缸盖2中进出；带孔的导气管4置于篮筐3的中部；冷凝—净化区为立置的圆筒，一端与反应缸1的顶部相连，冷凝—净化区冷却水夹套5位于圆筒的上部，圆筒的下部有保温层9；冷凝—净化区—除杂质用冷却水端盖夹套6位于圆筒另一端的反应缸盖2上；液态金属锂收集器7置于圆筒外，其与圆筒相连处的下料口带有加热装置8，以保证液态金属锂不会凝固在下料口处；冷凝—净化区的圆筒底在下料口处呈凹形，便于液态金属锂流向下料口处。
权利要求1.制备金属锂用的还原反应罐，其特征在于由反应缸(1)、反应缸盖(2)、篮筐(3)、带孔的导气管(4)、冷凝—净化区冷却水夹套(5)、冷凝—净化区—除杂质用冷却水端盖夹套(6)和液态金属锂收集器(7)组成，其中，还原反应罐为Γ式、立式或卧式，底部或一端为合成—还原区，上部或另一端为冷凝—净化区；合成—还原区装有反应缸(1)，为U形圆罐，圆罐外装有加热装置(10)；U形的篮筐(3)置于反应缸(1)的底部或一端，并可从反应缸(1)上部或另一端的反应缸盖(2)中进出；带孔的导气管(4)置于篮筐(3)的中部；冷凝—净化区为圆筒，一端与反应缸(1)的顶部相连，冷凝—净化区冷却水夹套(5)位于圆筒的顶部或另一端的上部；冷凝—净化区—除杂质用冷却水端盖夹套(6)位于圆筒另一端的顶端；液态金属锂收集器(7)置于圆筒外，其与圆筒相连处的下料口带有加热装置(8)。
2.根据权利要求1所述的制备金属锂用的还原反应罐，其特征在于Γ式或卧式还原反应罐的冷凝—净化区的圆筒下半部分有保温层(9)，上半部分(约上半部分的1/2面积)通入冷却水循环，使金属锂蒸汽在内壁遇冷，由气态转换成液态流向液态金属锂收集器(7)。
3.根据权利要求1所述的制备金属锂用的还原反应罐，其特征在于冷凝—净化区的圆筒在下料口处呈凹形，便于液态金属锂流向下料口处。
4.根据权利要求1所述的制备金属锂用的还原反应罐，其特征在于冷凝—净化区的圆筒与U形反应缸(1)的夹角为90°～180°。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的制备金属锂用的还原反应罐，其特征在于不仅限于制备金属锂，同样适用于制备碱金属、碱土金属的真空热还原过程。
专利摘要本实用新型属于制备金属锂用的还原反应罐,为Г式、立式或卧式,底部或一端为合成－还原区,上部或另一端为冷凝－净化区;合成－还原区装有反应缸、篮筐、带孔的导气管;冷凝－净化区为圆筒,一端与反应缸相连,装有冷凝－净化区冷却水夹套、冷凝－净化区－除杂质用冷却水端盖夹套、液态金属锂收集器。实现了金属锂的合成－还原和冷凝－净化－体化,可得到高纯金属锂,减少工艺环节,操作简单,降低生产成本,提高生产效率。
文档编号C22B26/12GK2476562SQ0121466
公开日2002年2月13日 申请日期2001年4月9日 优先权日2001年4月9日
发明者赵国光 申请人:赵国光