专利名称：一种镁法生产海绵钛的四氯化钛加料方法
技术领域：
本发明涉及有色金属冶炼，具体而言涉及镁法生产海绵钛的方法。
背景技术：
镁法生产海绵钛的过程是将四氯化钛加入反应器，用金属镁还原，蒸馏提纯后制得海绵钛。其还原过程现有技术是将常温下的液态四氯化钛通过加料管道直接加入反应器内与反应器内的液体金属镁接触，进行还原反应。钛工业的发展方向在于单炉产量的大型化，在反应器容量较大的情况下，反应器内温度可高达800～920℃，四氯化钛加料进入反应器中部，大部分四氯化钛会被气化并与熔融的金属镁迅速反应，还原出钛；但因四氯化钛加入速度快，还有一部分液相的四氯化钛未能气化，就直接与反应器中心部位的金属镁发生剧烈反应，四氯化钛与镁热还原反应是一个强烈的放热反应，热量排不出去将造成该部位还原热量集中，此部位海绵钛因高温而烧结，从而使海绵钛坨中心海绵钛产品的致密度较高。反应器容量越大，反应器散热能力越差，还原热量集中越严重。
这种现有技术加料方法带来以下后果(1)还原结束后进行蒸馏提纯时，因烧结的海绵钛结构致密，还原过量镁和残存的氯化镁等杂质难以除去，影响产品质量；(2)烧结的海绵钛结构致密，破碎困难，难以破碎到产品指标规定的粒度；
(3)用户使用这种海绵钛用真空电弧炉生产钛锭时，难以制成电极，即使制成了电极，在熔炼铸锭时易断裂、短路、烧坏坩埚，甚至发生爆炸事故。
本发明人曾申请发明专利，申请号200610051187.3“一种镁法生产海绵钛的四氯化钛雾化方法”解决这一难题，有一定效果。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种镁法生产海绵钛的四氯化钛气化的加料方法，先将四氯化钛充分气化后，使四氯化钛以气态形式进入反应器中再与镁进行还原反应，使还原反应在反应器内较为均匀地进行，有效地解决镁还原四氯化钛的热量聚集问题，改善海绵钛的致密度及提高海绵钛的质量。
为解决这一难题，发明人对镁法生产海绵钛的反应器结构特点和物料的物理化学性质进行了研究和思考，经过试验，发明了将四氯化钛气化的加料方法，本发明在于在四氯化钛输送加料管道进入反应器前设有一外加热装置，液态的四氯化钛在经过这一外加热装置时，被加热至沸点温度以上并气化，再经四氯化钛加料管加入到反应器内，气态的四氯化钛与金属液镁均匀接触进行还原反应。本发明提供了一种四氯化钛气化的装置，即外加热装置在四氯化钛输送加料管道进入反应器前设有一外加热装置，该外加热装置包括外筒体、封板、内筒体及加热元件及耐火保温材料，所述外筒体两端设有封板，在外筒体内设有一内筒体，在靠近内筒体处设有加热元件，在加热元件、外筒体及内筒体之间有耐火保温材料。生产时，液态的四氯化钛在经过该加热装置，被加热至沸点温度以上(四氯化钛的沸点为136.2℃)并被气化，再经四氯化钛加料管加入到反应器内，从而实现还原反应较为均匀地在反应器内进行。
本发明的镁法生产海绵钛的四氯化钛气化的加料方法，克服了现有技术中液态四氯化钛在反应器中心部位与金属镁剧烈反应、影响海绵钛质量的难题；四氯化钛气化后加入，使反应器内的还原反应均匀地进行，减轻了原有技术的热量聚积问题，从而保证了海绵钛的产品质量。
本发明适用于采用镁法生产海绵钛的厂家。
附图1为本发明的四氯化钛气化加料方法示意图。
图中，1为四氯化钛加料管，2为反应器，3为金属镁，4为加料管口处的气态四氯化钛，5为外筒体。6为封板，7为内筒体，8为耐火保温材料，9为加热元件。
具体实施例方式
实施例在某海绵钛生产厂，采用镁法生产海绵钛。反应器2装入加热炉中，反应器2中的金属镁3呈熔融态。如附图1所示，在四氯化钛加料管1进入反应器2前安装有一个外加热装置。该外加热装置包括外筒体5、封板6、内筒体7及加热元件9及耐火保温材料8，所述外筒体5两端设有封板6，在外筒体5内设有一内筒体7，在靠近内筒体7处设有加热元件9，在加热元件9、外筒体5及内筒体7之间有耐火保温材料8。生产时，从高位槽进入的液相的四氯化钛在经过该外加热装置时，被加热至沸点温度以上并气化，再经四氯化钛加料管1加入到反应器2内，与金属镁3进行还原反应，产生海绵钛和液体氯化镁，从而实现还原反应较为均匀地在反应器内进行，如附图1所示，在加料管口处为加料管口处的气态四氯化钛4，四氯化钛以气态形式进入反应器中。
液体氯化镁被排放出，海绵钛则进行真空蒸馏，除去还原过量镁和剩余氯化镁，再破碎，得到海绵钛产品。
权利要求
1.一种镁法生产海绵钛的四氯化钛加料方法，其特征在于在四氯化钛输送加料管道进入反应器前设有一外加热装置，液态的四氯化钛在经过这一外加热装置时，被加热至沸点温度以上并气化，再经四氯化钛加料管加入到反应器内，气态的四氯化钛与金属液镁均匀接触进行还原反应。
2.按照权利要求1所述的镁法生产海绵钛的四氯化钛加料方法，其特征在于所述外加热装置包括外筒体(5)、封板(6)、内筒体(7)及加热元件(9)及耐火保温材料(8)，所述外筒体(5)两端设有封板(6)，在外筒体(5)内设有一内筒体(7)，在靠近内筒体(7)处设有加热元件(9)，在加热元件(9)、外筒体(5)及内筒体(7)之间有耐火保温材料(8)。
全文摘要
本发明提供一种镁法生产海绵钛的四氯化钛加料方法，在四氯化钛输送加料管道进入反应器前设有一外加热装置，液态的四氯化钛在经过这一外加热装置时，被加热至沸点温度以上并气化，再经四氯化钛加料管加入到反应器内，气态的四氯化钛与金属液镁均匀接触进行还原反应；该外加热装置包括外筒体、封板、内筒体及加热元件及耐火保温材料，所述外筒体两端设有封板，在外筒体内设有一内筒体，在靠近内筒体处设有加热元件，在加热元件、外筒体及内筒体之间有耐火保温材料。本发明方法克服了现有技术中液态四氯化钛在反应器中心部位与金属镁剧烈反应、影响海绵钛质量的难题，从而保证了海绵钛的产品质量。本发明适用于采用镁法生产海绵钛的厂家。
文档编号C22B5/00GK1962906SQ20061005129
公开日2007年5月16日 申请日期2006年11月23日 优先权日2006年11月23日
发明者祝永红, 赵以容, 陈百均, 蔡增新 申请人:遵义钛业股份有限公司