[发明专利]熔盐电解装置

说明书

技术领域

本发明涉及冶金化工领域，尤其涉及熔盐电解领域的熔盐电解装置。

背景技术

钛是一种稀有金属材料，其具有比重小、比强度高（抗拉强度和密度之比）、耐热、无磁、可焊等众多优点，在航空、航天、舰船、兵器等军事领域以及石油、化工、冶金、硬质合金、制造机械部件、电讯器材、医疗等民用领域得到广泛的应用。一般来讲，钛含量大于99.995%(4N5）以上的钛称为高纯钛，主要用于航空航天、超大规模集成电路的溅射靶材等高科技领域。

目前工业生产高纯钛的方法主要分为：物理法和化学精炼法两类。其中物理法包括：区域熔炼法、偏析法、高真空熔炼法、真空蒸馏法、电迁移法、电磁场提纯法、光激励精炼法、电子束精炼法等。化学精炼法包括：克劳尔（Kroll）法、溶剂萃取法、置换沉淀法、氯化物精馏法、碘化物热分解法、歧化分解法、熔析精炼法、熔盐电解法等。其中，应用比较广泛的为熔盐电解法。

所述熔盐电解法是利用电化学原理提取高纯钛，通常是以粗钛、钛合金或钛化合物作阳极粗料，在一定析出电位下使原料钛溶入熔融电解介质中，并在阴极析出高纯钛。电解过程中溶出电位比钛高的杂质留在阳极上或沉淀在电解液中，溶出电位比钛低的杂质也同钛一起溶入电解液中。

钛在常温下不活泼，但是在高温下其化合能力极强，可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合，因此，给高纯钛的提炼带来了一定的困难。

现有的熔盐电解提炼设备，在添加物料、向电解槽中导入电极时通常会向电解槽中引入空气杂质，空气中的某些成分，如氧气，在高温条件下会与提纯的高纯钛发生反应，使得高纯钛中混入含量较高的氧，降低高纯钛的纯度。高纯钛中含有杂质，如氧气，很可能会导致高纯钛的晶格发生畸变，进而影响高纯钛的各种性能，如：物理性能、化学性能、机械性能、耐腐蚀性能等。

有关熔盐电解法提炼高纯钛的方案可以参见公开日为2009年01月14日、公开号为CN101343756A，发明名称为“一种高温熔盐电解二氧化钛制备金属钛的方法”的中国专利申请，该方案提取金属钛时的工艺流程短、电解效率高、成本低。但是对于上述问题其并未涉及。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术熔盐电解装置提纯的高纯钛中含氧量较高，影响到高纯钛的性能。

为解决上述问题，本发明提供了一种新的熔盐电解装置，包括：

电解槽，包括槽体和槽体开口；

电极；

隔离件，所述隔离件与所述槽体开口连接，所述隔离件用于所述槽体开口的导通、关闭；

连接圈，所述连接圈位于所述隔离件上，且所述连接圈与所述隔离件之间为密封连接，其中，在所述连接圈设置有第一抽真空接口；

收集塔，所述收集塔为中空结构，所述收集塔的一端开口，另一端封闭，所述收集塔位于连接圈上，所述收集塔的开口边缘与所述连接圈紧密贴合，

其中，所述第一抽真空接口与收集塔的开口导通。

可选的，在所述连接圈还设置有第一保护气输入口，所述第一保护气输入口用于向所述收集塔内输入保护气体。

可选的，所述电解槽还包括位于槽体开口上并与槽体开口密封连接的盖体，隔离件位于所述盖体上并与所述盖体密封连接。

可选的，在所述盖体设置有第二抽真空接口，所述第二抽真空接口与所述槽体导通。

可选的，在所述盖体还设置有第二保护气输入口，所述第二保护气输入口用于向所述槽体内输入保护气体。

可选的，在所述槽体内的底部设置有栅栏，用于阻挡固态物料向导入电解槽中的电极滚动。

可选的，所述电解槽还包括：具有开口的承接部，所述承接部环绕所述槽体的侧壁，并与所述槽体固定连接，其中，所述隔离件位于所述承接部上并与所述承接部密封连接。

可选的，所述收集塔封闭一端的内侧设置有吊索结构，所述吊索结构的一端与收集塔封闭一端固定连接，所述吊索结构用于移动所述电极进出电解槽。

可选的，所述收集塔位于封闭一端的外侧设置有吊机结构，所述吊机结构为所述吊索结构提供动力。

可选的，所述收集塔在垂直于槽体中心轴线方向上是可移动的。

可选的，所述隔离件为插板阀结构。

可选的，在所述槽体外侧侧壁和底部设置有传热装置，使用加热炉加热所述传热装置对所述槽体加热。

可选的，所述熔盐电解装置用于生产高纯钛。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：