[实用新型]一种大规模生产高纯钛的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于高纯钛生产设备领域，特别涉及熔盐电解法生产高纯钛的装置领域。

背景技术

高纯钛是一种新型结构性的功能材料，它具有密度低、熔点高、电阻低、抗腐蚀性强等特点。目前广泛应用于超大规模集成电路、医疗植入件、高纯钛靶材、高真空吸气材料等。高纯钛的纯度一般在4N5级（99.995%）-6N级（99.999%）.目前高纯钛的生产方法主要有镁还原法、熔盐电解精炼法、碘化法、电子束炼精炼法等。其中熔盐电解精炼法优点操作连续、成本低、除重金属杂质元素效果好、产物纯度高，但也存在电解槽结构相对复杂、产景低下、产物易受污染与熔盐对设备较大腐蚀的特点。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种高效简单的一种装置，具体涉及一种可大规模生产高纯钛的装置。

本实用新型的目的是提出一种可大规模生产高纯钛的装置，该装置主要由贮料罐、放料阀、快拆法兰、水冷夹层、冷却室、隔热插板阀、电解槽、阴极棒、阳极框栏、放液阀、阳极泥收集罐以及加热炉组成，其特征是电解槽呈长椭圆形，由耐高温含钨或含钼合金或者钛基合金制成，内部设有网状阳极框，由镍基合金或钛基合金制成，若干均匀分布，与电解槽焊接在一起，电解槽上部设有贮料罐、阴极冷却室，贮料罐通过放料阀与电解槽盖连接通入阳极框栏内，阴极冷却室通过隔热插板阀与电解槽连接固定在电解槽上方，阴极棒通过冷却室和隔热插板阀进入电解池内，槽盖与电解槽之间用耐高温密封圈材料密封；贮料罐、阴极冷却室和槽盖均由超级不锈钢制成，提高了设备的抗腐蚀性能，延长了设备的使用寿命；电解槽底部呈斜坡状，最低处通过放液阀连接阳极泥收集罐，定期开启放液阀以排出阳极泥及废电解质。

本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案来进一步实现的，首先将要提纯的钛原料放入贮料罐内，打开放料阀，将原料放入阳极框栏内，电解槽内之前加入Nacl-Kcl-Ticlx混合体系熔盐电解质，温度控制在800-850度。阴极棒通过冷却室进入电解池内，阴极接负极，电解槽体接正极，开始通入直流电进行电解；其中电解槽为耐高温合金制作，俯视为长椭圆形结构（见图2），内部阳极框栏为镍基合金或钛基合金制作的网状装料箱，与电解槽焊接在一起，形成若干个电解区，阴极为钛棒，并联在一起，电解完成后，阴极棒提升至冷却室进行冷却，关闭隔热插板阀，以保证电解槽内气密性。阴极棒冷却完后，拆下快拆法兰提出阴极棒，同时加入新的阴极棒进入电解池开始新一轮的电解，最后形成的阳极泥通过放液阀排入阳极泥收集罐。本实用新型与现有技术相比，存在以下优点；整个装置结构简单，可操作性强，易于实现自动化，其中最关键的电解槽采用耐高温耐腐蚀含钼或含钨或钛基合金制作，焊缝采用特殊处理，耐氯化物腐蚀性强，使用寿命长，易于制造，性价比高，可实现规模化生产。阴极产物钛含量大于99.995%。整个过程在真空或充保护气条件下进行。

附图说明

图1为本实用新型的结构简图。

图2为本实用新型的俯视图。

图中1、贮料罐2、快拆法兰3、水冷夹层4、海绵钛料5、阴极冷却室6、隔热插板阀7、电解质8、阴极钛棒9、电解槽10、放液阀11、阳极泥收集罐12、阳极框栏13、加热炉14、放料阀

具体实施方式

一种可大规模生产高纯钛的装置，该装置主要由贮料罐1、放料阀14、快拆法兰2、水冷夹层3、海绵钛料4、阴极冷却室5、隔热插板阀6、电解槽7、阴极钛棒8、阳极框栏12、放液阀10、阳极泥收集罐11以及加热炉13组成，其特征是加热炉通过外部支架固定在地面基础上，内部放置电解槽，电解槽内部设有阳极框栏12若干均匀分布，电解槽9上部设有贮料罐1、阴极冷却室5，贮料罐1通过放料阀14与电解槽盖连接通入阳极框栏12内，阴极冷却室5通过隔热插板阀8连接均匀固定在电解槽9上方，阴极钛棒8经通过冷却室5和隔热插板阀8进入电解质7内，电解槽9下方设有阳极泥收集罐11通过放液阀10连接在地面基础上。

本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案来进一步实现的，首先将需要提纯的钛原料放入贮料罐内，打开放料阀，将物料放入阳极框栏内，电解槽内之前加入Nacl-Kcl-Ticlx混合体系熔盐电解质，温度控制在800-850度之间，阴极棒通过冷却室进入电解池内，电解槽体接正极，开始通入直流电进行电解，阳极电流密度小于6000A/m2,阴极电流密度不大于8000A/m2，其中电解槽为耐高温合金制作，俯视为长椭圆形结构（见图2），内部阳极框栏为镍基合金或钛基合金制作的网状装料箱，与电解槽焊接在一起，形成若干个电解区，阴极为钛棒，并联在一起，电解完成后，阴极棒提升至冷却室进行冷却，关闭隔热插板阀，以保证电解槽内气密性和隔绝槽内的高温。阴极棒冷却完后，拆下快拆法兰提出阴极棒，同时加入新的阴极棒进入电解池开始新一轮的电解，最后形成的阳极泥以及废的电解质可通过阳极泥收集罐处理。从阴极棒上剥离下的产物经清洗、烘干后检测钛含量大于99.995%。