專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鎂法生產(chǎn)海綿鈦的四氯化鈦加料方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬冶煉，具體而言涉及鎂法生產(chǎn)海綿鈦的方法。
背景技術(shù)：
鎂法生產(chǎn)海綿鈦的過(guò)程是將四氯化鈦加入反應(yīng)器，用金屬鎂還原，蒸餾提純后制得海綿鈦。其還原過(guò)程現(xiàn)有技術(shù)是將常溫下的液態(tài)四氯化鈦通過(guò)加料管道直接加入反應(yīng)器內(nèi)與反應(yīng)器內(nèi)的液體金屬鎂接觸，進(jìn)行還原反應(yīng)。鈦工業(yè)的發(fā)展方向在于單爐產(chǎn)量的大型化，在反應(yīng)器容量較大的情況下，反應(yīng)器內(nèi)溫度可高達(dá)800～920℃，四氯化鈦加料進(jìn)入反應(yīng)器中部，大部分四氯化鈦會(huì)被氣化并與熔融的金屬鎂迅速反應(yīng)，還原出鈦；但因四氯化鈦加入速度快，還有一部分液相的四氯化鈦未能氣化，就直接與反應(yīng)器中心部位的金屬鎂發(fā)生劇烈反應(yīng)，四氯化鈦與鎂熱還原反應(yīng)是一個(gè)強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)，熱量排不出去將造成該部位還原熱量集中，此部位海綿鈦因高溫而燒結(jié)，從而使海綿鈦坨中心海綿鈦產(chǎn)品的致密度較高。反應(yīng)器容量越大，反應(yīng)器散熱能力越差，還原熱量集中越嚴(yán)重。
這種現(xiàn)有技術(shù)加料方法帶來(lái)以下后果(1)還原結(jié)束后進(jìn)行蒸餾提純時(shí)，因燒結(jié)的海綿鈦結(jié)構(gòu)致密，還原過(guò)量鎂和殘存的氯化鎂等雜質(zhì)難以除去，影響產(chǎn)品質(zhì)量；(2)燒結(jié)的海綿鈦結(jié)構(gòu)致密，破碎困難，難以破碎到產(chǎn)品指標(biāo)規(guī)定的粒度；
(3)用戶使用這種海綿鈦用真空電弧爐生產(chǎn)鈦錠時(shí)，難以制成電極，即使制成了電極，在熔煉鑄錠時(shí)易斷裂、短路、燒壞坩堝，甚至發(fā)生爆炸事故。
本發(fā)明人曾申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利，申請(qǐng)?zhí)?00610051187.3“一種鎂法生產(chǎn)海綿鈦的四氯化鈦霧化方法”解決這一難題，有一定效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于提供一種鎂法生產(chǎn)海綿鈦的四氯化鈦氣化的加料方法，先將四氯化鈦充分氣化后，使四氯化鈦以氣態(tài)形式進(jìn)入反應(yīng)器中再與鎂進(jìn)行還原反應(yīng)，使還原反應(yīng)在反應(yīng)器內(nèi)較為均勻地進(jìn)行，有效地解決鎂還原四氯化鈦的熱量聚集問(wèn)題，改善海綿鈦的致密度及提高海綿鈦的質(zhì)量。
為解決這一難題，發(fā)明人對(duì)鎂法生產(chǎn)海綿鈦的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和物料的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究和思考，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，發(fā)明了將四氯化鈦氣化的加料方法，本發(fā)明在于在四氯化鈦輸送加料管道進(jìn)入反應(yīng)器前設(shè)有一外加熱裝置，液態(tài)的四氯化鈦在經(jīng)過(guò)這一外加熱裝置時(shí)，被加熱至沸點(diǎn)溫度以上并氣化，再經(jīng)四氯化鈦加料管加入到反應(yīng)器內(nèi)，氣態(tài)的四氯化鈦與金屬液鎂均勻接觸進(jìn)行還原反應(yīng)。本發(fā)明提供了一種四氯化鈦氣化的裝置，即外加熱裝置在四氯化鈦輸送加料管道進(jìn)入反應(yīng)器前設(shè)有一外加熱裝置，該外加熱裝置包括外筒體、封板、內(nèi)筒體及加熱元件及耐火保溫材料，所述外筒體兩端設(shè)有封板，在外筒體內(nèi)設(shè)有一內(nèi)筒體，在靠近內(nèi)筒體處設(shè)有加熱元件，在加熱元件、外筒體及內(nèi)筒體之間有耐火保溫材料。生產(chǎn)時(shí)，液態(tài)的四氯化鈦在經(jīng)過(guò)該加熱裝置，被加熱至沸點(diǎn)溫度以上(四氯化鈦的沸點(diǎn)為136.2℃)并被氣化，再經(jīng)四氯化鈦加料管加入到反應(yīng)器內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)還原反應(yīng)較為均勻地在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。
本發(fā)明的鎂法生產(chǎn)海綿鈦的四氯化鈦氣化的加料方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)中液態(tài)四氯化鈦在反應(yīng)器中心部位與金屬鎂劇烈反應(yīng)、影響海綿鈦質(zhì)量的難題；四氯化鈦氣化后加入，使反應(yīng)器內(nèi)的還原反應(yīng)均勻地進(jìn)行，減輕了原有技術(shù)的熱量聚積問(wèn)題，從而保證了海綿鈦的產(chǎn)品質(zhì)量。
本發(fā)明適用于采用鎂法生產(chǎn)海綿鈦的廠家。


附圖1為本發(fā)明的四氯化鈦氣化加料方法示意圖。
圖中，1為四氯化鈦加料管，2為反應(yīng)器，3為金屬鎂，4為加料管口處的氣態(tài)四氯化鈦，5為外筒體。6為封板，7為內(nèi)筒體，8為耐火保溫材料，9為加熱元件。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例在某海綿鈦生產(chǎn)廠，采用鎂法生產(chǎn)海綿鈦。反應(yīng)器2裝入加熱爐中，反應(yīng)器2中的金屬鎂3呈熔融態(tài)。如附圖1所示，在四氯化鈦加料管1進(jìn)入反應(yīng)器2前安裝有一個(gè)外加熱裝置。該外加熱裝置包括外筒體5、封板6、內(nèi)筒體7及加熱元件9及耐火保溫材料8，所述外筒體5兩端設(shè)有封板6，在外筒體5內(nèi)設(shè)有一內(nèi)筒體7，在靠近內(nèi)筒體7處設(shè)有加熱元件9，在加熱元件9、外筒體5及內(nèi)筒體7之間有耐火保溫材料8。生產(chǎn)時(shí)，從高位槽進(jìn)入的液相的四氯化鈦在經(jīng)過(guò)該外加熱裝置時(shí)，被加熱至沸點(diǎn)溫度以上并氣化，再經(jīng)四氯化鈦加料管1加入到反應(yīng)器2內(nèi)，與金屬鎂3進(jìn)行還原反應(yīng)，產(chǎn)生海綿鈦和液體氯化鎂，從而實(shí)現(xiàn)還原反應(yīng)較為均勻地在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，如附圖1所示，在加料管口處為加料管口處的氣態(tài)四氯化鈦4，四氯化鈦以氣態(tài)形式進(jìn)入反應(yīng)器中。
液體氯化鎂被排放出，海綿鈦則進(jìn)行真空蒸餾，除去還原過(guò)量鎂和剩余氯化鎂，再破碎，得到海綿鈦產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種鎂法生產(chǎn)海綿鈦的四氯化鈦加料方法，其特征在于在四氯化鈦輸送加料管道進(jìn)入反應(yīng)器前設(shè)有一外加熱裝置，液態(tài)的四氯化鈦在經(jīng)過(guò)這一外加熱裝置時(shí)，被加熱至沸點(diǎn)溫度以上并氣化，再經(jīng)四氯化鈦加料管加入到反應(yīng)器內(nèi)，氣態(tài)的四氯化鈦與金屬液鎂均勻接觸進(jìn)行還原反應(yīng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的鎂法生產(chǎn)海綿鈦的四氯化鈦加料方法，其特征在于所述外加熱裝置包括外筒體(5)、封板(6)、內(nèi)筒體(7)及加熱元件(9)及耐火保溫材料(8)，所述外筒體(5)兩端設(shè)有封板(6)，在外筒體(5)內(nèi)設(shè)有一內(nèi)筒體(7)，在靠近內(nèi)筒體(7)處設(shè)有加熱元件(9)，在加熱元件(9)、外筒體(5)及內(nèi)筒體(7)之間有耐火保溫材料(8)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鎂法生產(chǎn)海綿鈦的四氯化鈦加料方法，在四氯化鈦輸送加料管道進(jìn)入反應(yīng)器前設(shè)有一外加熱裝置，液態(tài)的四氯化鈦在經(jīng)過(guò)這一外加熱裝置時(shí)，被加熱至沸點(diǎn)溫度以上并氣化，再經(jīng)四氯化鈦加料管加入到反應(yīng)器內(nèi)，氣態(tài)的四氯化鈦與金屬液鎂均勻接觸進(jìn)行還原反應(yīng)；該外加熱裝置包括外筒體、封板、內(nèi)筒體及加熱元件及耐火保溫材料，所述外筒體兩端設(shè)有封板，在外筒體內(nèi)設(shè)有一內(nèi)筒體，在靠近內(nèi)筒體處設(shè)有加熱元件，在加熱元件、外筒體及內(nèi)筒體之間有耐火保溫材料。本發(fā)明方法克服了現(xiàn)有技術(shù)中液態(tài)四氯化鈦在反應(yīng)器中心部位與金屬鎂劇烈反應(yīng)、影響海綿鈦質(zhì)量的難題，從而保證了海綿鈦的產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明適用于采用鎂法生產(chǎn)海綿鈦的廠家。
文檔編號(hào)C22B5/00GK1962906SQ20061005129
公開(kāi)日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月23日
發(fā)明者祝永紅, 趙以容, 陳百均, 蔡增新 申請(qǐng)人:遵義鈦業(yè)股份有限公司