專利名稱：一種用于制備電解質(zhì)和進(jìn)行電解反應(yīng)的連續(xù)生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電解技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于制備電解質(zhì)和進(jìn)行電解反應(yīng)的連續(xù)生產(chǎn)裝置。
背景技術(shù)：
高純稀有金屬是現(xiàn)代許多高、新技術(shù)的綜合產(chǎn)物，雖然20世紀(jì)30年代便已出現(xiàn) “高純物質(zhì)”這一名稱，但把高純稀有金屬的研究和生產(chǎn)提高到重要日程，是在二次世界大戰(zhàn)后，首先是原子能研究需要一系列高純稀有金屬，而后隨著半導(dǎo)體技術(shù)、宇航、無線電電子學(xué)等的發(fā)展，對(duì)稀有金屬純度要求越來越高，大大促進(jìn)了高純金屬生產(chǎn)的發(fā)展。以高純鈦為例，其制備方法有很多種，得到廣泛應(yīng)用的有碘化物熱分解法、電解精煉法、電子束熔煉法、區(qū)域熔煉法等。電解精煉法一種工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、成本較低的方法，可以有效的去除重金屬元素和N、0等氣體元素。不純的金屬陽極，某些雜質(zhì)元素的溶出電位高于待提純金屬而留在陽極中，另一些溶出電位低于待提純金屬的雜質(zhì)元素溶出后留在電解質(zhì)中，從而在陰極上獲得純金屬。如果采用聯(lián)合的方法將會(huì)獲得純度更高的金屬，例如電解精煉-電子束熔煉法。通常的電解精煉工藝一般分為原料準(zhǔn)備、電解質(zhì)制備、電解精煉(電解反應(yīng))和產(chǎn)品處理等四個(gè)階段。往往電解質(zhì)制備和電解精煉不在同一電解槽內(nèi)，例如劉美鳳等(專利 CN201024217Y)發(fā)明了一種半連續(xù)電解精煉裝置，該裝置的特點(diǎn)是在生產(chǎn)溫度下實(shí)現(xiàn)了連續(xù)補(bǔ)充陽極物料，并通過更換電極桿實(shí)現(xiàn)半連續(xù)生產(chǎn)。然而，其電解質(zhì)制備裝置與電解槽分開，電解質(zhì)由制備裝置轉(zhuǎn)移到電解槽的過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且電解質(zhì)容易吸潮和玷污，最終對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量造成較大的影響。需要指出的是，這里雖然是以高純鈦的電解精煉為例，但其他的各類電化學(xué)反應(yīng)同樣存在著電解質(zhì)制備與使用之間的轉(zhuǎn)移和污染變質(zhì)問題。應(yīng)用本實(shí)用新型可以較好地解決這類問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種用于制備電解質(zhì)和進(jìn)行電解反應(yīng)的連續(xù)生產(chǎn)裝置，很好地避免了電解質(zhì)由制備裝置轉(zhuǎn)移到電解槽過程中污染和變質(zhì)等問題，實(shí)現(xiàn)了在受控環(huán)境下制備電解質(zhì)和進(jìn)行電解反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為連續(xù)生產(chǎn)裝置是由下部器件分別與制備套件或電解套件通過卡鉗連接方式組裝而成。所述下部器件由坩堝、坩堝蓋和固定于坩堝蓋上的下插板閥構(gòu)成；坩堝蓋上設(shè)有進(jìn)料管、坩堝通氣管、以及連接下插板閥的接口。坩堝蓋與下插板閥通過坩堝蓋上的接口密封連接。所述制備套件由帶密封波紋管的攪拌裝置與含有通氣管的法蘭盤組裝而成；所述攪拌裝置豎直安裝于法蘭盤的中心位置。所述電解套件由冷卻室、穿過冷卻室上蓋的可滑動(dòng)陰極、以及固定在冷卻室下端的上插板閥組裝而成；所述冷卻室側(cè)壁的上部和下部分別設(shè)置上通氣管和下通氣管。所述上插板閥的下頸側(cè)壁設(shè)置帶開閉閥的通氣支管。下部器件與兩類可替換套件通過卡鉗連接組裝，構(gòu)成完整的運(yùn)行裝置。本實(shí)用新型的有益效果為該裝置使用同一套下部器件，通過改變可替換套件以適應(yīng)不同的需要可以與制備套件裝配用于制備電解質(zhì)，或者與電解套件裝配用于進(jìn)行電解反應(yīng)，也可以分別更換制備套件和電解套件。使用所述裝置實(shí)現(xiàn)了在受控環(huán)境下制備電解質(zhì)和進(jìn)行電解反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行，很好的避免了電解質(zhì)轉(zhuǎn)移過程中的被污染隱患，減少工序，提高生產(chǎn)效率，降低運(yùn)行能耗，最終可以得到更高品質(zhì)產(chǎn)品。

圖1是下部器件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是制備套件A的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是電解套件B的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是制備電解質(zhì)時(shí)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是電解精煉時(shí)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1-坩堝；2-坩堝蓋；3-下插板閥；4-進(jìn)料管；5-坩堝通氣管；6_制備電解質(zhì)的原料；A-I為密封波紋管；A-2為攪拌裝置；A-3為法蘭盤；A-4為通氣管；B-I為冷卻室；B-2為冷卻室上蓋；B-3為可滑動(dòng)陰極；B-4為上插板閥；B-5為下通氣管；B-6為上通氣管；B-7為帶開閉閥的通氣支管。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種用于制備電解質(zhì)和進(jìn)行電解反應(yīng)的連續(xù)生產(chǎn)裝置，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。如圖1-圖3所示，該連續(xù)生產(chǎn)裝置是由下部器件與制備套件A或電解套件B通過卡鉗連接方式組裝而成。所述下部器件由坩堝1、坩堝蓋2和固定于坩堝蓋2上的下插板閥3構(gòu)成；J甘堝蓋 2上設(shè)有進(jìn)料管4、坩堝通氣管5、以及連接下插板閥3的接口。坩堝蓋1與下插板閥3通過坩堝蓋上的接口密封連接。所述制備套件A由帶密封波紋管A-I的攪拌裝置A-2與含有通氣管A_4的法蘭盤 A-3組裝而成；所述攪拌裝置A-2豎直安裝于法蘭盤A-3的中心位置。所述電解套件B由冷卻室B-I、穿過冷卻室上蓋B-2的可滑動(dòng)陰極B_3、以及固定在冷卻室B-I下端的上插板閥B-4組裝而成；所述冷卻室側(cè)壁的上部和下部分別設(shè)置上通氣管B-5和下通氣管B-6。所述上插板閥B-4的下頸側(cè)壁設(shè)置帶開閉閥的通氣支管B-7。實(shí)施例[0030](1)將制備電解質(zhì)的原料6置于坩堝1的底部，坩堝蓋2與坩堝1連接，下插板閥 3與坩堝蓋2的接口連接。關(guān)閉下插板閥3，通過坩堝通氣管5對(duì)下部器件裝置進(jìn)行換氣。(2)將制備套件A的法蘭盤A-3與下插板閥3的上法蘭連接固定，利用通氣管A_4 更換密封波紋管的內(nèi)部氣氛，換氣結(jié)束后調(diào)整到預(yù)定氣體壓力和溫度，打開下插板閥3，壓縮密封波紋管A-I使攪拌裝置A-2的攪拌槳進(jìn)入到電解質(zhì)中，如圖4示，穩(wěn)定后開始攪拌， 同時(shí)將反應(yīng)物料通過進(jìn)料管4緩慢加入，待反應(yīng)結(jié)束后，繼續(xù)攪拌一段時(shí)間使充分反應(yīng)。將攪拌裝置A-2的攪拌槳提升至密封波紋管A-I內(nèi)，關(guān)閉下插板閥3以封閉下部器件。將制備套件移開，電解質(zhì)制備結(jié)束。(3)將冷卻室上蓋B-2與冷卻室B-I連接，可滑動(dòng)陰極B_3穿過冷卻室上蓋B_2中預(yù)留的孔道并使陰極下端處于冷卻室B-I內(nèi)部。將上插板閥B-4與冷卻室B-I下端連接。 如上步驟構(gòu)成待用狀態(tài)的電解套件。(4)將電解套件的上插板閥B-4與下插板閥3 (處于關(guān)閉狀態(tài))通過卡鉗連接。開啟上插板閥B-4，利用帶開閉閥的通氣支管B-7對(duì)電解套件內(nèi)部的空間進(jìn)行換氣。換氣結(jié)束后，調(diào)節(jié)氣體壓力與下部器件內(nèi)部氣壓平衡，開啟下插板閥3，將可滑動(dòng)陰極B-3探入電解質(zhì)開始電解，如圖5示。(5)電解完成后，提升可滑動(dòng)陰極B-3使其下端進(jìn)入上冷卻室，關(guān)閉下插板閥3和上插板閥B-4。通過帶開閉閥的通氣支管B-7使上下插板閥之間的壓力與大氣壓平衡。斷開上下插板閥，移走電解套件以取得沉積在陰極上的產(chǎn)品，同時(shí)以另一待用的電解套件置于下部器件的下插板閥上，按照步驟(4)開始新一輪電解。使用本發(fā)明進(jìn)行鈦的電解精煉，獲得產(chǎn)物的純度與使用專利CN2010M217Y的產(chǎn)物純度對(duì)照如下表所示，可明顯看出本專利產(chǎn)物的純度比現(xiàn)有技術(shù)有顯著提高。
權(quán)利要求1.一種用于制備電解質(zhì)和進(jìn)行電解反應(yīng)的連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征在于，該連續(xù)生產(chǎn)裝置是由下部器件分別與制備套件或電解套件通過卡鉗連接方式組裝而成；所述下部器件由坩堝、坩堝蓋和固定于坩堝蓋上的下插板閥構(gòu)成；坩堝蓋上設(shè)有進(jìn)料管、坩堝通氣管、以及連接下插板閥的接口 ；所述制備套件由帶密封波紋管的攪拌裝置與含有通氣管的法蘭盤組裝而成；所述攪拌裝置豎直安裝于法蘭盤的中心位置；所述電解套件由冷卻室、穿過冷卻室上蓋的可滑動(dòng)陰極、以及固定在冷卻室下端的上插板閥組裝而成；所述冷卻室側(cè)壁的上部和下部分別設(shè)置上通氣管和下通氣管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制備電解質(zhì)和進(jìn)行電解反應(yīng)的連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述上插板閥的下頸側(cè)壁設(shè)置帶開閉閥的通氣支管。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于制備電解質(zhì)和進(jìn)行電解反應(yīng)的連續(xù)生產(chǎn)裝置。該連續(xù)生產(chǎn)裝置是由下部器件分別與制備套件或電解套件通過卡鉗連接方式組裝而成；下部器件由坩堝、坩堝蓋和固定于坩堝蓋上的下插板閥構(gòu)成；制備套件由帶密封波紋管的攪拌裝置與含有通氣管的法蘭盤組裝而成；電解套件由冷卻室、穿過冷卻室上蓋的可滑動(dòng)陰極、以及固定在冷卻室下端的上插板閥組裝而成。該裝置使用同一套下部器件，可以與制備套件裝配用于制備電解質(zhì)，或者與電解套件裝配用于進(jìn)行電解反應(yīng)，也可以分別更換制備套件和電解套件。使用所述裝置實(shí)現(xiàn)了制備電解質(zhì)和進(jìn)行電解反應(yīng)在受控環(huán)境下的連續(xù)生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C25C7/00GK201990739SQ20112005213
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月1日
發(fā)明者張繪, 李承德, 熊曉東 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院, 有研億金新材料股份有限公司