海绵锆、海绵铪在电子束熔炼中挥发物的回收装置及方法与流程

本发明涉及电化学冶金，具体为海绵锆、海绵铪在电子束熔炼中挥发物的回收装置及方法。

背景技术：

1、铪是一种稀有难熔金属，没有单独的矿物，在自然界中和锆总是伴生在一起，锆矿中一般都含有1％～2％的铪，在金属生产加工过程中会产生一些废屑，对于这类金属通常都采用二次熔炼的方法对其进行回收，铪是一种非常重要的金属，回收利用铪已成为当前的重要任务之一。铪回收的工艺流程包括预处理、还原、分离、纯化和成型等步骤，具有节约资源、减少污染、节约能源、降低成本和提高效率等优势。铪回收将成为未来金属回收领域的重要发展方向。

2、申请人在申请本发明时，经过检索，发现中国专利公开了一种“海绵锆、铪在电子束熔炼过程中挥发物的回收装置及方法”，其申请号为“202211464161.7”，该专利主要通过控制碱金属卤化物熔盐体系降低电解温度，减少能耗，同时回收产品形貌成粗大枝状，有利于回收产品后期处理，但是在电子束熔炼过程中，需要添加较多添加剂进行化学反应，现有的回收装置在添加过程中只能添加至表面，导致表面产生化学反应后，添加剂难以与下方物质接触反应，导致延长回收时间，因此，根据申请人的发明，发明了一种能够针对提高海绵锆、铪在电子束熔炼过程中挥发物反应速率的的装置，解决了添加氧化物后只能与表面反应难以与下层物料反应的问题。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了海绵锆、海绵铪在电子束熔炼中挥发物的回收装置及方法，解决了添加氧化物后只能与表面反应难以与下层物料反应的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：海绵锆、海绵铪在电子束熔炼中挥发物的回收装置，包括：电解坩埚，所述电解坩埚的内表面固定连接有加热器，所述加热器的内表面固定连接有装置内腔，所述装置内腔的上表面固定连接有顶板，所述顶板的上表面固定连接有电极连接杆，所述顶板的上表面固定连接有固定板，所述固定板的上表面固定连接有第一电机，所述第一电机的输出端固定连接有第一转轴，所述第一转轴的外表面转动连接有同步带，所述同步带的内表面转动连接有花键，所述花键的下表面固定连接有第二转轴，所述第二转轴的外表面固定连接有搅拌桨叶，通过设置第一电机、第一转轴、同步带、花键、第二转轴、搅拌桨叶形成搅拌机构对电解中的物质进行搅拌，加速离子的传输，增加电解质与电极之间的接触面积，使反应更加均匀，提高反应速率。

5、所述电解坩埚的外表面固定连接有第二连接板，所述第二连接板的上表面固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的上表面固定连接有第一连接板，所述第一连接板的上表面固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端固定连接有第一转盖，所述第一转盖的下表面转动连接有推杆，通过设置推杆、第一连接板、电动伸缩杆、第二电机、第一转盖形成加料机构，可对各层进行加料，配合搅拌机构使反应更均匀，提高反应速率。

6、所述电解坩埚的下表面固定连接有滑杆，所述滑杆远离电解坩埚的一端固定连接有支架，所述支架的下表面固定连接有第三电机，所述第三电机的输出端固定连接有丝杠，所述丝杠的外表面螺纹连接有滑盖，所述滑盖的上表面固定连接有围框，所述电解坩埚的上表面固定连接有第四电机，所述第四电机的输出端固定连接有第二转盖，所述第二转盖的下表面转动连接有螺纹杆。

7、优选的，所述电极连接杆的外表面固定连接有固定环，所述固定环的外表面与装置内腔固定连接，所述电极连接杆的外表面与装置内腔固定连接。

8、优选的，所述同步带的下表面与顶板转动连接，所述第一转轴的外表面与顶板转动连接，所述花键的外表面与顶板转动连接。

9、优选的，所述第二转轴与顶板转动连接，所述第二转轴的外表面与装置内腔转动连接，所述搅拌桨叶的外表面与装置内腔转动连接。

10、优选的，所述推杆的外表面与第一连接板固定连接，所述推杆的外表面与第二转轴滑动连接，所述第二转轴的外表面设置有加料孔，所述加料孔的内表面与推杆滑动连接。

11、优选的，所述丝杠的外表面与支架转动连接，所述丝杠远离第三电机的一端与电解坩埚转动连接，所述加热器、电极连接杆、第一电机、电动伸缩杆、第二电机、第三电机、第四电机均与外部电源电性连接。

12、优选的，所述滑盖的内表面与滑杆滑动连接，所述滑盖的上表面与电解坩埚滑动连接，所述围框的外表面与装置内腔滑动连接，使物料的进料与出料不泄露。

13、海绵锆、海绵铪在电子束熔炼中挥发物的回收装置使用方法，包括以下步骤：

14、s1、运行第三电机驱动丝杠转动，滑盖通过丝杠的螺纹传动与滑杆的限位向下直线运动，将需回收的海绵锆、海绵铪用盐酸清洗随后烘干碾碎放置于滑盖的围框内，运行第三电机驱动丝杠的反向转动，使带有物料的滑盖向上移动关闭电解坩埚；

15、s2、运行第四电机驱动第二转盖转动，将保护气体的气管转入螺纹杆实现螺纹连接，输入保护气体，打开加热器，对电解坩埚内部进行加温，卸下保护气体气管露出出气口，放出物料熔解过程中产生的气体，待物料熔解后，打开电极连接杆，对内部进行预电解8h；

16、s3、运行固定板上方的第一电机，第一电机驱动第一转轴转动，第一转轴带动同步带转动，同步带传动至花键，花键转动带动第二转轴转动，第二转轴带动搅拌桨叶对金属锆、金属铪在电解过程中进行搅拌，加速电解；

17、s4、停止第一电机，运行第二连接板上的电动伸缩杆，电动伸缩杆带动第一连接板上升，第一连接板带动推杆升起露出第二转轴表面的加料孔，运行第三电机驱动第一转盖转动露出推杆上方开口，将锆铪氯化物自推杆上方开口放入，自上下各层加料孔流出，继续运行第一电机带动搅拌桨叶使反应更充分；

18、s5、电解完毕后，运行第三电机，第三电机驱动丝杠转动，丝杠的螺纹传动使滑盖向下移动，电解后物质在滑盖的围框内同时出料，可直接回收。

19、(三)有益效果

20、本发明提供了海绵锆、海绵铪在电子束熔炼中挥发物的回收装置及方法。

21、具备以下有益效果：

22、1、通过设置第一电机、第一转轴、同步带、花键、第二转轴、搅拌桨叶形成搅拌机构对电解中的物质进行搅拌，加速离子的传输，增加电解质与电极之间的接触面积，使反应更加均匀，提高反应速率。

23、2、通过设置推杆、第一连接板、电动伸缩杆、第二电机、第一转盖形成加料机构，可对各层进行加料，配合搅拌机构使反应更均匀，提高反应速率。

技术特征：

1.海绵锆、海绵铪在电子束熔炼中挥发物的回收装置，其特征在于，包括：电解坩埚(1)，所述电解坩埚(1)的内表面固定连接有加热器(2)，所述加热器(2)的内表面固定连接有装置内腔(3)，所述装置内腔(3)的上表面固定连接有顶板(6)，所述顶板(6)的上表面固定连接有电极连接杆(5)，所述顶板(6)的上表面固定连接有固定板(7)，所述固定板(7)的上表面固定连接有第一电机(8)，所述第一电机(8)的输出端固定连接有第一转轴(9)，所述第一转轴(9)的外表面转动连接有同步带(10)，所述同步带(10)的内表面转动连接有花键(11)，所述花键(11)的下表面固定连接有第二转轴(12)，所述第二转轴(12)的外表面固定连接有搅拌桨叶(19)；

2.根据权利要求1所述的海绵锆、海绵铪在电子束熔炼中挥发物的回收装置，其特征在于：所述电极连接杆(5)的外表面固定连接有固定环(4)，所述固定环(4)的外表面与装置内腔(3)固定连接，所述电极连接杆(5)的外表面与装置内腔(3)固定连接。

3.根据权利要求1所述的海绵锆、海绵铪在电子束熔炼中挥发物的回收装置，其特征在于：所述同步带(10)的下表面与顶板(6)转动连接，所述第一转轴(9)的外表面与顶板(6)转动连接，所述花键(11)的外表面与顶板(6)转动连接。

4.根据权利要求1所述的海绵锆、海绵铪在电子束熔炼中挥发物的回收装置，其特征在于：所述第二转轴(12)与顶板(6)转动连接，所述第二转轴(12)的外表面与装置内腔(3)转动连接，所述搅拌桨叶(19)的外表面与装置内腔(3)转动连接。

5.根据权利要求1所述的海绵锆、海绵铪在电子束熔炼中挥发物的回收装置，其特征在于：所述推杆(14)的外表面与第一连接板(15)固定连接，所述推杆(14)的外表面与第二转轴(12)滑动连接，所述第二转轴(12)的外表面设置有加料孔(13)，所述加料孔(13)的内表面与推杆(14)滑动连接。

6.根据权利要求1所述的海绵锆、海绵铪在电子束熔炼中挥发物的回收装置，其特征在于：所述丝杠(23)的外表面与支架(25)转动连接，所述丝杠(23)远离第三电机(22)的一端与电解坩埚(1)转动连接，所述加热器(2)、电极连接杆(5)、第一电机(8)、电动伸缩杆(16)、第二电机(17)、第三电机(22)、第四电机(29)均与外部电源电性连接。

7.根据权利要求1所述的海绵锆、海绵铪在电子束熔炼中挥发物的回收装置，其特征在于：所述滑盖(21)的内表面与滑杆(24)滑动连接，所述滑盖(21)的上表面与电解坩埚(1)滑动连接，所述围框(26)的外表面与装置内腔(3)滑动连接。

8.海绵锆、海绵铪在电子束熔炼中挥发物的回收方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明提供海绵锆、海绵铪在电子束熔炼中挥发物的回收装置及方法，涉及电化学冶金技术领域。该海绵锆、海绵铪在电子束熔炼中挥发物的回收装置，包括：电解坩埚，所述电解坩埚的内表面固定连接有加热器，所述加热器的内表面固定连接有装置内腔，所述装置内腔的上表面固定连接有顶板，通过设置第一电机、第一转轴、同步带、花键、第二转轴、搅拌桨叶形成搅拌机构对电解中的物质进行搅拌，加速离子的传输，增加电解质与电极之间的接触面积，使反应更加均匀，提高反应速率，通过设置推杆、第一连接板、电动伸缩杆、第二电机、第一转盖形成加料机构，可对各层进行加料，配合搅拌机构使反应更均匀，提高反应速率。

技术研发人员：毕延春,孙海虹,臧伟荣
受保护的技术使用者：南通晶朋新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27