一种四氯化锆生产用沸腾氯化炉的制作方法

本实用新型涉及化学用品技术领域，具体是一种四氯化锆生产用沸腾氯化炉。

背景技术：

沸腾氯化法氧氯化锆需要氯气、锆英砂(硅酸锆)、石油焦、金属硅(或碳化硅或二者混合物)为原料，在氯化炉中900℃-1200℃条件下发生反应，生成四氯化锆和四氯化硅，锆在地壳中的丰度约为220Lg/g，超过镍、锌、铜、锡、铅和钴等元素居第20位，中国锆矿储量约居世界第9位。金属锆及其锆合金具有突出的核性能和优异的抗腐蚀性能及机械性能。我国2012年工业级海绵锆的产能约为1600吨/年，并且于2012年9月4日国家核电技术公司生产出我国第一块核级海绵锆。氯化法制取的ZrCl4是生产海绵锆的重要中间产品。

在现有技术中，公开号为CN101045557A的专利文献公开了一种四氯化锆的制备方法，该申请采用脱硅氧化锆细粉和石油焦混合进行沸腾氯化反应制取四氯化锆，其优势在于反应没有四氯化硅产生，不仅节省电耗，还省去了四氯化硅冷凝收集装置。然而，该申请采用脱硅氧化锆需要增加锆英砂脱硅工序，工艺流程繁琐，成本高；另外，脱硅氧化锆的氯化反应不能自热，需外界补充热量，并且氯化反应时间为21～22小时，因此电耗还是非常大。

目前，如何优化四氯化锆生产工艺也是一个主要问题。简言之，研制一种合理可行的四氯化锆生产装备非常必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种四氯化锆生产用沸腾氯化炉，以解决背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案；

一种四氯化锆生产用沸腾氯化炉，所述四氯化锆生产用沸腾氯化炉包括第一进料器、第二进料器、入料管道、氯化炉及氯气回收器，所述第一进料器包括第一进料口、第一破碎机及第一出料口，硅酸锆、金属硅及碳化硅的混合物从所述第一进料口中进入所述第一进料器中，经所述第一破碎机破碎后从所述第一出料口进入所述入料管道中，所述第一进料器包括第二进料口、第二破碎机及第二出料口，石油焦从所述第二进料口中进入所述第二进料器中，经所述第二破碎机破碎后从所述第二出料口进入所述入料管道中，所述入料管道包括搅拌电机及搅拌叶片，所述硅酸锆、金属硅及碳化硅的混合物与所述石油焦在所述搅拌叶片的搅拌下混合，并进入所述氯化炉中，所述氯化炉包括反应腔，所述反应腔的底部设置有氯气腔，所述氯气腔用于对氯气进行加热，并通入所述反应腔中，所述反应腔的内壁设置有加热板，用于对所述反应腔进行加热，生成的四氯化锆气体从所述氯化炉顶部的出料管输出，所述氯气回收器包括吸收室及加热室，所述吸收室的顶部喷淋四氯化碳液体，所述四氯化碳液体吸收残留的氯气并进入所述加热室中，所述加热室进行加热，以回收氯气，并将回收的氯气通入所述氯气腔中。

优选的，所述加热板将所述反应腔加热至1000℃～1200℃。

优选的，所述反应腔中设置有温度传感器。

优选的，所述氯气腔中设置有加热丝，所述加热丝用于对氯气进行加热。

优选的，所述反应腔的顶部设置有过滤网。

优选的，所述加热板具有多个，每个所述加热板独立工作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本新型结构设计合理，使用方便，工艺流程短、电耗低、成本低以及反应能够稳定顺行，集成了原料破碎、反应、回收的功能，一机多用，缩短了制备的流程，提高了四氯化锆的生产效率。

附图说明

图1为本实用新型提供的四氯化锆生产用沸腾氯化炉的一种结构示意图；

图2为本实用新型提供的四氯化锆生产用沸腾氯化炉的反应腔的结构示意图；

图3为本实用新型提供的四氯化锆生产用沸腾氯化炉的氯气回收器的结构示意图；

其中，第一进料器1、第二进料器2、入料管道3、氯化炉4、氯气回收器5、第一进料口6、第一破碎机7、第一出料口8、第二进料口9、第二破碎机10、第二出料口11、搅拌电机12、搅拌叶片13、反应腔14、氯气腔15、加热板16、吸收室17、加热室18、温度传感器19。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方面进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图3，本实用新型提供的一种实施例：

一种四氯化锆生产用沸腾氯化炉，所述四氯化锆生产用沸腾氯化炉包括第一进料器1、第二进料器2、入料管道3、氯化炉4及氯气回收器5，所述第一进料器1包括第一进料口6、第一破碎机7及第一出料口8，硅酸锆、金属硅及碳化硅的混合物从所述第一进料口6中进入所述第一进料器1中，经所述第一破碎机7破碎后从所述第一出料口8进入所述入料管道3中，所述第一进料器1包括第二进料口9、第二破碎机10及第二出料口11，石油焦从所述第二进料口9中进入所述第二进料器2中，经所述第二破碎机10破碎后从所述第二出料口11进入所述入料管道3中，所述入料管道3包括搅拌电机 12及搅拌叶片13，所述硅酸锆、金属硅及碳化硅的混合物与所述石油焦在所述搅拌叶片13的搅拌下混合，并进入所述氯化炉4中，所述氯化炉4包括反应腔14，所述反应腔14的底部设置有氯气腔15，所述氯气腔15用于对氯气进行加热，并通入所述反应腔14中，所述反应腔14的内壁设置有加热板16，用于对所述反应腔14进行加热，生成的四氯化锆气体从所述氯化炉4顶部的出料管输出，所述氯气回收器5包括吸收室17及加热室18，所述吸收室17 的顶部喷淋四氯化碳液体，所述四氯化碳液体吸收残留的氯气并进入所述加热室18中，所述加热室18进行加热，以回收氯气，并将回收的氯气通入所述氯气腔15中。

本实施例中，所述加热板16将所述反应腔14加热至1000℃～1200℃，以促进反应的进行。

本实施例中，所述反应腔14中设置有温度传感器19，用于检测所述反应腔14中的温度。

本实施例中，所述氯气腔15中设置有加热丝，所述加热丝用于对氯气进行加热，可以使氯气受热均匀。

本实施例中，所述反应腔14的顶部设置有过滤网，防止灰尘混入反应气体中。

本实施例中，所述加热板16具有多个，每个所述加热板16独立工作，以控制所述反应腔14中的温度。

工作原理：硅酸锆、金属硅及碳化硅的混合物从所述第一进料口6中进入所述第一进料器1中，经所述第一破碎机7破碎后从所述第一出料口8进入所述入料管道3中，石油焦从所述第二进料口9中进入所述第二进料器2 中，经所述第二破碎机10破碎后从所述第二出料口11进入所述入料管道3 中，所述入料管道3将硅酸锆、金属硅及碳化硅的混合物与所述石油焦混合，并进入所述氯化炉4的反应腔14中进行反应，在氯气的作用下生成的四氯化锆气体，再从所述氯化炉4顶部的出料管输出，所述氯气回收器5中的四氯化碳液体吸收残留的氯气并进入所述加热室18中，所述加热室18进行加热，以回收氯气，并将回收的氯气通入所述氯气腔15中，再次利用。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。