[实用新型]选择氯化反应实验装置

说明书

本实用新型公开了选择氯化反应实验装置，所述的选择氯化反应实验装置包括依次连接的高温反应段、保温段和冷却段；所述保温段为倒V型结构，所述保温段与高温反应段连接的一端为竖直设置、与冷却段连接的一端为倾斜设置；所述高温反应段底部设有气体进口、中部设有加料口，所述冷却段底部设有排料口、上部设有尾气出口。本实用新型将氯化反应实验装置分为三段，实现了反应的分段控制，在冷却段将FeCl₃冷凝后进行收集，即可得到纯净的FeCl₃，防止了尾气在排出反应装置过程中FeCl₃冷凝下来堵塞炉顶管道。

技术领域

本实用新型涉及氯化冶金技术领域，尤其是一种选择氯化反应实验装置。

背景技术

天然金红石是海绵钛和氯化法钛白工业的重要原料，但是其储藏量和开采量有限，需求量却不断增长，探索用钛铁矿制取人造金红石的方法已成为钛工业研究中的一个课题。选择氯化法是利用钛铁矿中的各组分氯化热力学的差异，控制适当的氯化条件，仅使氧化铁等组分优先氯化分离去除而进行高品质化的方法，使TiO₂富集得到成分合格的人造金红石产品。在选择氯化过程中，反应温度对选择氯化的影响较大，随着反应温度的增高，其氯化速度递增。因此，保持较高的反应温度有利于提高生产率，但反应温度过高（如大于1200℃），会干扰氯化的选择性，即使部分二氧化钛也被氯化，降低钛回收率；反应温度过低，氧化铁氯化反应速度慢，氯化也不完全，无法提高成品中钛的品位。目前选择氯化是在氯化反应炉中进行，生成的氯化尾气由炉顶排出，反应后所得的高含钛原料，即人造金红石由炉底部排出。为了研究选择氯化反应的作用条件及作用效果，需要在实验室首先对选择氯化反应进行实验，优选作用参数之后再投入生产系统，目前实验室中没有选择氯化反应的仪器，实验室均是自己根据目前选择氯化反应的系统所配置的装置进行实验，但是选择氯化尾气中富含大量FeCl₃，其熔点为306℃，沸点为315℃，在出炉后极易在炉顶冷凝结晶，堵塞炉顶排气管道，使得纯FeCl₃收集存在困难，很难得到准确的实验结果，进而无法准确有效的指导生产。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种选择氯化反应实验装置，解决现有技术中由于二氧化钛被氯化导致钛回收率降低以及氯化反应器排气管道容易堵塞的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：选择氯化反应实验装置，所述的选择氯化反应实验装置包括依次连接的高温反应段、保温段和冷却段；

所述保温段为倒V型结构，所述保温段与高温反应段连接的一端为竖直设置、与冷却段连接的一端为倾斜设置；

所述高温反应段底部设有气体进口、中部设有加料口，所述冷却段底部设有排料口、上部设有尾气出口。

进一步的，所述的高温反应段包括石英管、高温电阻丝及保温棉，所述高温电阻丝缠绕于石英管外部，保温棉包裹于高温电阻丝外部。

进一步的，所述的保温段包括石英管、低温电阻丝及保温棉，所述低温电阻丝缠绕于石英管外部，保温棉包裹于低温电阻丝外部。

进一步的，所述的石英管内径为50-100mm，石英管为V型结构，V型的夹角为30-45°。

进一步的，所述的冷却段包括冷凝器及位于冷凝器外部的水冷管套，所述的冷凝器上部与保温段石英管倾斜一端连接。

进一步的，所述气体进口、尾气出口的内径为10-20mm。

进一步的，所述高温反应段石英管内设有氧化锆珠，所述氧化锆珠直径为5-25mm，布置高度为50-100mm。

进一步的，所述高温电阻丝上连接有高温热电偶，低温电阻丝上连接有低温热电偶。