制备氯化物熔盐的布料装置及用于熔盐电解精炼钛的设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及熔盐电解精炼钛领域，具体公开了一种制备氯化物熔盐的布料装置及用于熔盐电解精炼钛的设备，所述布料装置包括用于盛装海绵钛的开口容器（10）以及用于将TiCl4导管与所述开口容器（10）内的海绵钛隔离的隔离管（20），所述隔离管（20）设置在所述开口容器（10）的内部，所述开口容器（10）上开设有第一孔（11），所述隔离管（20）的管壁上开设有第二孔（21）。本发明提供的制备氯化物熔盐的布料装置及用于熔盐电解精炼钛的设备，由于隔离管的设置使得当TiCl4导管发生堵塞需要更换而拔出时，海绵钛不会盖住TiCl4导管插入的空间，因此可实现热态下，即不停炉的情况下，自由的更换TiCl4导管。
【专利说明】制备氯化物熔盐的布料装置及用于熔盐电解精炼钛的设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及熔盐电解精炼钛领域，具体地，涉及一种制备氯化物熔盐的布料装置 及用于熔盐电解精炼钛的设备。
【背景技术】
[0002] 熔盐电解精炼钛一般采用粗钛或废海绵钛为阳极，金属材料为阴极，在碱金属或 碱土金属卤化物熔盐电解质中组成电解槽，在直流电作用下，钛离子在阳极溶出并迁移至 阴极析出，得到高纯金属钛或钛粉。
[0003] 电解质中一般包含0. 5?10wt%的低价氯化钛，该氯化钛采用TiCl4与海绵钛在 熔盐中反应制得，主要包括以下几个反应：
[0004] Ti+3TiCl4 = 4TiCl3
[0005] Ti+TiCl4 = 2TiCl2
[0006] TiCl2+TiCl4 = 2TiCl3
[0007] Ti+2TiCl3 = 3TiCl2
[0008] 制备时，通常将海绵钛预装在布料器中，待熔盐加热至特定温度熔化后，将布料器 放入熔盐液面下，通过导管将TiCl 4注入布料器，使之发生上述反应。
[0009] 然而，在实际制备过程中，由于TiCl4中包含少量固体杂质或TiCl4在潮湿的环 境下发生水解都容易导致在导管局部形成固体物造成导管堵塞，由于在制备过程中更换导 管，海绵钛就会盖住TiCl 4导管插入的空间，因此，导管堵塞后只能停炉冷却后才可更换，造 成生产效率低下。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是提供一种制备氯化物熔盐的布料装置及用于熔盐电解精炼钛的 设备，以克服现有技术中在制备含低价钛氯化物熔盐时，导管堵塞后只能停炉冷却后才可 更换，造成生产效率低下的问题。
[0011] 为了实现上述目的，本发明提供一种制备氯化物熔盐的布料装置，所述布料装置 包括用于盛装海绵钛的开口容器以及用于将TiCl 4导管与所述开口容器内的海绵钛隔离的 隔离管，所述隔离管设置在所述开口容器的内部，所述开口容器上开设有第一孔，所述隔离 管的管壁上开设有第二孔。
[0012] 优选地，所述开口容器包括侧壁和底壁，所述第一孔设置在所述侧壁和/或所述 底壁上。
[0013] 优选地，所述开口容器的侧壁和底壁上均开设有多个所述第一孔。
[0014] 优选地，所述隔离管套设在所述开口容器内，所述隔离管的下端固定于所述底壁。
[0015] 优选地，所述开口容器的横截面为圆形、多边形或者不规则形状，所述隔离管的横 截面为相应的圆形、多边形或者不规则形状。
[0016] 优选地，所述第二孔为多个，并设置在所述隔离管的下部。
[0017] 优选地，所述开口容器上开设的所述第一孔的总面积占所述开口容器总面积的 8%-20% ;并且/或者，所述隔离管管壁上开设的所述第二孔的总面积占所述隔离管总面积 的 30%-50%。
[0018] 优选地，所述开口容器的开口位于所述开口容器的顶部，所述布料装置还包括围 绕所述开口设置的法兰。
[0019] 优选地，所述开口容器的材质采用碳钢、不锈钢、金属镍、因康合金中的一种。
[0020] 本发明还提供一种用于熔盐电解精炼钛的设备，所述设备包括上述制备氯化物熔 盐的布料装置、用于盛放熔盐的熔盐容器和用于导入TiCl 4气体的TiCl4导管，所述布料装 置设置在所述熔盐容器内，使得所述熔盐容器内的熔盐液面高于所述第一孔，所述TiCl 4导 管的一端伸入所述隔离管内，另一端位于所述布料装置外侧并高于所述熔盐液面。
[0021 ] 优选地，所述设备包括悬挂装置，所述开口容器的开口位于所述开口容器的顶部， 所述布料装置还包括围绕所述开口设置的法兰，所述布料装置通过所述法兰悬挂安装在所 述悬挂装置上。
[0022] 本发明提供的制备氯化物熔盐的布料装置及用于熔盐电解精炼钛的设备，由于隔 离管的设置使得当TiCl 4导管发生堵塞需要更换而拔出时，海绵钛不会盖住TiCl4导管插入 的空间，因此可实现热态下，即不停炉的情况下，自由的更换TiCl 4导管。
[0023] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0025] 图1是本发明提供的制备氯化物熔盐的布料装置的俯视图。
[0026] 图2是图1所示的制备氯化物熔盐的布料装置的沿A-A线的剖视图。
[0027] 附图标记说明
[0028] 1〇:开口容器； 11:第一孔； 20:隔离管；
[0029] 21 :第二孔； 30 :法兰。
【具体实施方式】
[0030] 以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0031] 在发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如"上、下、左、右"通常是指参 考附图所示的上、下、左、右；"内、外"是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
[0032] 特别说明：在本发明中提到的"制备氯化物熔盐的布料装置"中的"布"指分布。
[0033] 如图1-2所示，本发明提供一种制备氯化物熔盐的布料装置，所述布料装置包括 用于盛装海绵钛的开口容器10以及用于将TiCl 4导管与所述开口容器10内的海绵钛隔离 的隔离管20,所述隔离管20设置在所述开口容器10的内部，所述开口容器10上开设有第 一孔11，所述隔离管20的管壁上开设有第二孔21。
[0034] 本发明提供的制备氯化物熔盐的布料装置，由于隔离管20的设置使得当TiCl4导 管发生堵塞需要更换而拔出时，所述开口容器10内的海绵钛不会盖住TiCl 4导管插入的空 间，因此可实现热态下，即不停炉的情况下，自由的更换TiCl4导管。使用本发明提供的制 备氯化物熔盐的布料装置进行氯化物熔盐的制备时，TiCl4导管插入到隔离管20的底部， 隔离管20的管壁上开设的第二孔21为TiCl 4的引出通道，TiCl4气化后（TiCl4的沸点为 135. 9°C，而制备氯化物熔盐时的工作环境大于135. 9°C)从隔离管20管壁上开设的第二 孔21均匀的喷出，可以与所述开口容器10内的海绵钛充分接触，进而提高反应速度及反应 率。
[0035] 优选地，所述开口容器10包括侧壁和底壁，所述第一孔11设置在所述侧壁和/或 所述底壁上。在制备氯化物熔盐的过程中，开口容器10的主要作用为盛装海绵钛，11(：1 4与 海绵钛在其内部发生反应，反应生成的氯化物从开口容器10的侧壁和/或底壁上的第一孔 11扩散至熔盐中。
[0036] 为了能够使在所述开口容器10内反应生成的氯化物快速扩散到熔盐中，所述开 口容器10的侧壁和底壁上均开设有多个所述第一孔11。
[0037] 另外，所述隔离管20套设在所述开口容器10内，所述隔离管20的下端固定于所 述底壁。这样，在制备氯化物熔盐的过程中，TiCl 4导管可以很方便的插入到所述隔离管20 中，并将11(：14与所述开口容器10内的海绵钛充分接触。
[0038] 在本发明中，所述开口容器10的横截面的形状可以根据实际情况灵活选择，在本 实施方式中，所述开口容器10的横截面为圆形、多边形或者不规则形状，所述隔离管20的 横截面为相应的圆形、多边形或者不规则形状。优选地，所述开口容器10和所述隔离管20 的横截面均为圆形，且所述隔离管20和所述开口容器10同轴设置。
[0039] 为了能够使11(：14能够快速、均匀的与所述开口容器10内的海绵钛反应，所述第 二孔21为多个，并设置在所述隔离管20的下部。
[0040] 在实际应用中，所述开口容器10和所述隔离管20的总的开孔面积可以根据实际 情况而定，在本实施方式中，所述开口容器10上开设的所述第一孔11的总面积占所述开口 容器10总面积的8%-20%，优选15%并且/或者，所述隔离管20管壁上开设的所述第二孔 21的总面积占所述隔离管20总面积的30%-50%，优选35%。
[0041] 为了能够将所述布料装置在悬挂状态下使用，以节省劳动力，所述开口容器10的 开口位于所述开口容器10的顶部，所述布料装置还包括围绕所述开口设置的法兰30。所述 法兰30焊接在所述开口容器10的开口处，用于所述开口容器10与其它悬挂装置的连接。
[0042] 根据所述布料装置的高温工作场合，所述开口容器10的材质采用碳钢、不锈钢、 金属镍、因康合金中的一种，优选金属镍。
[0043] 本发明还提供一种用于熔盐电解精炼钛的设备，所述设备包括上述所述的制备氯 化物熔盐的布料装置、用于盛放熔盐的熔盐容器和用于导入TiCl 4气体的TiCl4导管，所述 布料装置设置在所述熔盐容器内，使得所述熔盐容器内的熔盐液面高于所述第一孔11，所 述TiC14导管的一端伸入所述隔离管20内，另一端位于所述布料装置外侧并高于所述熔盐 液面。所述设备还包括悬挂装置，所述开口容器10的开口位于所述开口容器10的顶部，所 述布料装置还包括围绕所述开口设置的法兰30,所述布料装置通过所述法兰30悬挂安装 在所述悬挂装置上。
[0044] 在进行熔盐电解精炼钛时，将海绵钛预先放置在所述开口容器10内，TiCl4导管插 入隔离管20底部，通过法兰30将所述布料装置安装在配套的悬挂装置上。待熔盐容器内 的熔盐加热至特定温度熔化后，将所述布料装置放入熔盐液面下，由TiCl4导管将TiCl4导 入使之与所述开口容器10内的海绵钛发生反应，通过控制TiCl4的加入量及加入速率，可 制得不同浓度和价比的电解质。采用本装置可提高反应速度及反应率，以及TiCl 4导管堵 塞时可以实现在不停炉的状况下方便的更换导管。
[0045] 以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实 施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简 单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0046] 另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛 盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。
[0047] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本 发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【权利要求】
1. 一种制备氯化物熔盐的布料装置，其特征在于，所述布料装置包括用于盛装海绵钛 的开口容器（10)以及用于将TiCl 4导管与所述开口容器（10)内的海绵钛隔离的隔离管 (20)，所述隔离管（20)设置在所述开口容器（10)的内部，所述开口容器（10)上开设有第一 孔（11)，所述隔离管（20)的管壁上开设有第二孔（21)。
2. 根据权利要求1所述的制备氯化物熔盐的布料装置，其特征在于，所述开口容器 (10)包括侧壁和底壁，所述第一孔（11)设置在所述侧壁和/或所述底壁上。
3. 根据权利要求2所述的制备氯化物熔盐的布料装置，其特征在于，所述开口容器 (10)的侧壁和底壁上均开设有多个所述第一孔（11)。
4. 根据权利要求2或3所述的制备氯化物熔盐的布料装置，其特征在于，所述隔离管 (20)套设在所述开口容器（10)内，所述隔离管（20)的下端固定于所述底壁。
5. 根据权利要求4所述的制备氯化物熔盐的布料装置，其特征在于，所述开口容器 (10)的横截面为圆形、多边形或者不规则形状，所述隔离管（20)的横截面为相应的圆形、多 边形或者不规则形状。
6. 根据权利要求4所述的制备氯化物熔盐的布料装置，其特征在于，所述第二孔（21) 为多个，并设置在所述隔离管（20)的下部。
7. 根据权利要求1所述的制备氯化物熔盐的布料装置，其特征在于，所述开口容器 (10)上开设的所述第一孔（11)的总面积占所述开口容器（10)总面积的8%-20% ;并且/或 者，所述隔离管（20)管壁上开设的所述第二孔（21)的总面积占所述隔离管（20)总面积的 30%-50%〇
8. 根据权利要求1所述的制备氯化物熔盐的布料装置，其特征在于，所述开口容器 (10)的开口位于所述开口容器（10)的顶部，所述布料装置还包括围绕所述开口设置的法兰 (30)。
9. 根据权利要求1所述的制备氯化物熔盐的布料装置，其特征在于，所述开口容器 (10)的材质采用碳钢、不锈钢、金属镍、因康合金中的一种。
10. -种用于熔盐电解精炼钛的设备，其特征在于，所述设备包括根据权利要求1-7、 9中任意一项所述的制备氯化物熔盐的布料装置、用于盛放熔盐的熔盐容器和用于导入 TiCl4气体的TiCl4导管，所述布料装置设置在所述熔盐容器内，使得所述熔盐容器内的熔 盐液面高于所述第一孔（11)，所述TiCl 4导管的一端伸入所述隔离管（20)内，另一端位于 所述布料装置外侧并高于所述熔盐液面。
11. 根据权利要求10所述的用于熔盐电解精炼钛的设备，其特征在于，所述设备包括 悬挂装置，所述开口容器（10)的开口位于所述开口容器（10)的顶部，所述布料装置还包括 围绕所述开口设置的法兰（30)，所述布料装置通过所述法兰（30)悬挂安装在所述悬挂装 置上。
【文档编号】C25C7/00GK104060299SQ201310504147
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】邓斌, 穆天柱, 穆宏波, 朱福兴 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司