一种海绵钛生产过程中减少等外钛产生的方法技术

本发明专利技术提供一种海绵钛生产过程中减少等外钛产生的方法，所述方法包括：步骤一、海绵钛的预制备：采用镁还原的克劳尔法，制得海绵钛单质、Mgcl2和等外钛；步骤二、获取反应器中Mg离子和Ti离子的数量；步骤三、装置的设置：将电磁感应装置层设置在还蒸炉中，其中，电磁感应装置层包括电磁感应线圈；步骤四、等外钛的抑制：通过电磁感应装置层的作用，在反应器内部形成电磁感应磁场，磁场作用下等外钛得到抑制；通过本发明专利技术所述一种海绵钛生产过程中减少等外钛产生的方法，在海绵钛生产过程中有效的降低等外钛的形成，简化装置结构，优化防止等外钛形成操作方法，降低制备高质量的海绵钛成本和能耗，提升海绵钛的质量，极大程度的提升工人的安全性。工人的安全性。工人的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种海绵钛生产过程中减少等外钛产生的方法


[0001]本专利技术涉及钛的提取
，具体而言，涉及一种海绵钛生产过程中减少等外钛产生的方法。

技术介绍

[0002]在海绵钛生产过程中，反应器的器壁会附着大量的等外钛，由于等外钛中铁、氯、氮等杂质元素的含量比较的高，质量较差且易燃烧；因而等外钛的产生既影响海绵钛的产量，与产品掺杂在一起又会影响海绵钛的质量；在实际生产海绵钛工艺中，使用的反应器大多是铁制的容器，等外钛附着反应器壁上，会降低还蒸炉电炉丝的加热效率，增大海绵钛生产过程中的能耗，增加企业的生产成本；因此对海绵钛生产过程中的等外钛进行研究具有重大意义。
[0003]在专利CN115011817A提出的一种碳化钛生产设备及方法，具体指出该碳化钛生产设备为一体炉，一体炉具有炉壳及由炉壳围绕形成的炉腔；炉腔的顶部设置有第一加料口，用于加入钛渣及含碳物料的预制体；炉壳和炉腔的夹层内设置有电磁感应单元，用于使预制体感应生热以进行碳化反应，生成碳化钛，在该专利中明确指出所使用的电磁感应单元作用在于以电磁感应供热的方式实现钛渣的高温碳化，以此提高能量的利用率，且根据该专利解决的技术问题在于对于钛渣产生后的处理方法，故而并未提出如何防止钛渣的形成，在专利CN107475539B中提及一种气态电化学制备金属钛的方法，具体的，该方法以钛卤化物为原料，采用高频等离子反应器制备金属钛；所述高频等离子反应器为竖式反应器，所述高频等离子反应器包括腔体，所述腔体由上至下依次分为等离子反应段、电解反应段和收集室；将钛卤化物和载气加入高频感应等离子反应器内，先在等离子反应段加热至等离子化，再进入电解反应段电化学还原生成金属钛，金属钛收集在收集室中；等离子反应段顶部设有边气入口、中心气入口和入料口，入料口与外部的加料系统连接，主要提供反应原料和载体气，边气入口和中心气入口主要通入辅助气；等离子反应段腔体外部设有感应线圈，主要用于通入高频电流加热；所述电解反应段腔体内壁设有一组耐高温电极，腔体外侧壁设有电磁铁组件，电磁铁组件包括两组电磁铁，均匀分布在电解反应段腔体外侧壁，用于提供磁场使等离子化的钛离子稳定化，高温电极用于等离子化的气态钛离子混合物还原；所述电解反应段腔体上部设有废气出口，主要用于生成的气体排放；所述收集室设有出料口，收集在收集室中的金属钛可以及时从出料口输出；由该专利公开内容可知，一定程度上解决了在防止钛渣的形成，且也明确指出电磁感应线圈用于通入高频电流加热，在腔体内设置电磁铁来提供磁场是等离子化钛离子稳定，从而提高金属钛的纯度，但采用该方法制备钛时，操作较为复杂，且制备装置结构较为繁琐，生产成本较高。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种海绵钛生产过程中减少等外钛产生的方法，以解决现有技术中存在的海绵钛生产过程中反应器的器壁上易形成大量的等外钛，且对于抑制
等外钛形成的装置结构较为繁琐，操作较为复杂，使得制备高质量的海绵钛成本和能耗较高，以及工人作业时安全性较低的问题；以此达到在海绵钛的生产过程中有效的降低等外钛的形成，简化抑制等外钛形成的装置结构，优化防止等外钛形成操作方法，减小操作方法的复杂度，降低制备高质量的海绵钛成本和能耗，提升海绵钛的质量，极大程度的提升工人作业的安全性。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]本专利技术涉及的一种海绵钛生产过程中减少等外钛产生的方法，所述方法包括以下步骤：
[0007]步骤一、海绵钛的预制备：在还蒸炉内部设置反应器，在反应器中加入原材料，采用镁还原的克劳尔法，制得海绵钛单质、Mgcl2和等外钛；
[0008]步骤二、获取反应器中Mg离子和Ti离子的数量；
[0009]步骤三、装置的设置：将电磁感应装置层设置在还蒸炉中，其中，电磁感应装置层包括电磁感应线圈，电磁感应线圈的直径大小根据反应器中Mg离子和Ti离子的数量确定；
[0010]步骤四、等外钛的抑制：通过电磁感应装置层的作用，在反应器内部形成电磁感应磁场，在电磁感应磁场作用下，等外钛得到抑制。
[0011]进一步，还蒸炉包括炉壳内层和炉壳外层，炉壳外层、电磁感应装置层、炉壳内层和反应器由外至内依次设置。
[0012]进一步，反应器的材质为铁。
[0013]进一步，炉壳内层和炉壳外层之间形成腔体，腔体内靠近炉壳内层的一侧设置热电偶和接线柱，电磁感应装置层设置在热电偶和接线柱朝向炉壳外层的一侧。
[0014]进一步，电磁感应线圈的材质为耐高温的材料。
[0015]进一步，电磁感应线圈的缠绕方式与电磁感应装置层所连接的电流的正负相对应。
[0016]进一步，步骤一中，反应器中的化学反应原理为：Mg+TiClx＝MgCl2+Ti，其中，x取值范围为2、3、4。
[0017]进一步，步骤四中，电磁感应磁场的方向为顺时针方向。
[0018]进一步，步骤四中，在电磁感应磁场的作用下，Mg离子向Mgcl2熔盐移动。
[0019]进一步，步骤四中，Ti离子在磁场作用下受力平衡，避免吸附在反应器内壁上。
[0020]相对于现有技术，本专利技术所述的一种海绵钛生产过程中减少等外钛产生的方法，具有以下有益效果：
[0021]通过所述方法能够在海绵钛的生产过程中有效的降低等外钛的形成，简化抑制等外钛形成的装置结构，优化防止等外钛形成操作方法，减小操作方法的复杂度，降低制备高质量的海绵钛成本和能耗，提升海绵钛的质量，极大程度的提升工人作业的安全性，此外，1)通过采用合适的方法即在反应器壁外加电磁感应线圈的方式，可以有效的减少海绵钛生产过程中吸附在反应器壁上的等外钛量，降低海绵钛生产过程中的电加热能耗，为企业节约成本，不仅可以增加海绵钛产品的产量，同时也可以提升海绵钛产品的质量，为企业增加效益的同时降低工人作业的安全风险；2)由于该方法无需人工操作，同时，不会向产品中引入杂质，海绵钛生产完成后，还能够减少工人清理反应器壁等外钛的工作量；3)该方法一经实施企业可以长时间使用，成本较低，制造较为容易且实施方法简单。
附图说明
[0022]构成本专利技术的一部分附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0023]图1为反应器俯视图示意图；
[0024]图2为反应器轴向A
‑
A处截切面示意图；
[0025]图3为海绵钛生产过程中，熔盐MgCl2中的Ti离子和Mg离子受力分析局部放大(D处)示意图。
[0026]附图标记说明：1、反应器；2、还蒸炉；21、炉壳内层；22、炉壳外层；3、电磁感应装置层；5、电磁感应线圈；6、Ti离子；7、Mg离子。
具体实施方式
[0027]下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的专利技术概念。然而，这些专利技术概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文中所述的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海绵钛生产过程中减少等外钛产生的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一、海绵钛的预制备：在还蒸炉(2)内部设置反应器(1)，在反应器(1)中加入原材料，采用镁还原的克劳尔法，制得海绵钛单质、Mgcl2和等外钛；步骤二、获取反应器(1)中Mg离子(7)和Ti离子(6)的数量；步骤三、装置的设置：将电磁感应装置层(3)设置在还蒸炉(2)中，其中，电磁感应装置层(3)包括电磁感应线圈(5)，电磁感应线圈(5)的直径大小根据反应器(1)中Mg离子(7)和Ti离子(6)的数量确定；步骤四、等外钛的抑制：通过电磁感应装置层(3)的作用，在反应器(1)内部形成电磁感应磁场，在电磁感应磁场作用下，等外钛得到抑制。2.根据权利要求1所述的一种海绵钛生产过程中减少等外钛产生的方法，其特征在于，所述还蒸炉(2)包括炉壳内层(21)和炉壳外层(22)，炉壳外层(22)、电磁感应装置层(3)、炉壳内层(21)和反应器(1)由外至内依次设置。3.根据权利要求2所述的一种海绵钛生产过程中减少等外钛产生的方法，其特征在于，所述反应器(1)的材质为铁。4.根据权利要求2所述的一种海绵钛生产过程中减少等外钛产生的方法，其特征在于，所述炉壳内层(21)和炉壳外层(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李汉，郭乐乐，李煜，姚远翔，刘正红，黄燕峰，尹世豪，
申请(专利权)人：洛阳双瑞万基钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：