專利名稱：一種鎂法生產(chǎn)海綿鈦的四氯化鈦霧化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海綿鈦生產(chǎn)，具體而言涉及鎂法生產(chǎn)海綿鈦方法。
背景技術(shù)：
在鎂法生產(chǎn)海綿鈦的過程中，需先由鈦礦物制得四氯化鈦，將其用金屬鎂還原，提純后制得海綿鈦。通常是將常溫下的四氯化鈦通過管道直接加入反應(yīng)器內(nèi)與金屬鎂接觸反應(yīng)。在反應(yīng)器容量較大的情況下，反應(yīng)器內(nèi)溫度高達(dá)800～920℃，四氯化鈦進(jìn)入至反應(yīng)器中部，大部分四氯化鈦會(huì)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)，造成該部位還原熱量集中，此部位海綿鈦因高溫而燒結(jié)，帶來以下后果(1)還原結(jié)束、進(jìn)行蒸餾提純時(shí)，燒結(jié)的海綿鈦結(jié)構(gòu)致密，殘存的金屬鎂和氯化鎂等雜質(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，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在真空電弧爐鈦錠加工時(shí)，難以制成電極，即使制成了電極，在熔煉時(shí)易斷裂、短路而燒壞坩堝，甚至發(fā)生爆炸事故。迄今為止，還沒有解決這一難題的方法問世。
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)海綿鈦的四氯化鈦霧化方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中反應(yīng)器中心部位海綿鈦因高溫而燒結(jié)的難題。
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)過試驗(yàn)，發(fā)明了將四氯化鈦霧化的方法，使還原反應(yīng)在反應(yīng)器內(nèi)較為均勻地進(jìn)行。因此本發(fā)明的解決方案是在反應(yīng)器的四氯化鈦進(jìn)口管的出口處安裝一個(gè)旋流式霧化噴頭，噴頭為圓柱形狀，內(nèi)部安裝有旋流葉片，出口設(shè)計(jì)為圓錐形，以提高氣流速度。從高位槽進(jìn)入的液相四氯化鈦經(jīng)過噴頭的旋流葉片，就在噴頭內(nèi)形成高速旋轉(zhuǎn)的液流而霧化，微小霧滴呈實(shí)心圓錐或空心圓錐或其它形狀，再經(jīng)裝置的圓錐形出口高速甩出后形成微小霧滴，噴射到金屬鎂之上，進(jìn)行還原反應(yīng)。
上述噴頭直徑為20～100mm，長度為30～200mm，出口小孔直徑為4～10mm。
本發(fā)明的鎂法生產(chǎn)海綿鈦的四氯化鈦霧化方法，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，四氯化鈦霧化后，反應(yīng)器內(nèi)的還原反應(yīng)均勻地進(jìn)行，避免了原有技術(shù)的熱量聚積問題，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)明的四氯化鈦霧化工藝示意圖。
圖中1為四氯化鈦進(jìn)口管，2為霧化噴頭，3為反應(yīng)器，4為金屬鎂，5為四氯化鈦霧滴。
附圖2為霧化噴頭結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中6為噴頭壁，7為旋流葉片。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例可以更清楚的說明本發(fā)明。
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3是一臺(tái)周邊裝有加熱設(shè)管的容器，其中的金屬鎂呈熔融態(tài)。如附圖1所示，在反應(yīng)器3的四氯化鈦進(jìn)口管1的出口處安裝一個(gè)旋流式霧化噴頭2。噴頭2為圓柱形狀，其長度為150mm，直徑為60mm；噴頭壁2壁厚3mm，內(nèi)部安裝有旋流葉片7，出口為圓錐形，出口小孔直徑8mm。從高位槽進(jìn)入的液相四氯化鈦經(jīng)過噴頭的旋流葉片7，就在噴頭2內(nèi)形成高速旋轉(zhuǎn)的液流而霧化，微小霧滴呈實(shí)心圓錐或空心圓錐，再經(jīng)裝置的圓錐形出口高速甩出后形成微小霧滴，噴射到金屬鎂之上，進(jìn)行還原反應(yīng)，產(chǎn)生海綿鈦和氯化鎂氣體。
氯化鎂氣體被抽出，海綿鈦則送去進(jìn)行蒸餾提純，除去雜質(zhì)，再破碎，得到海綿鈦產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1一種鎂法生產(chǎn)海綿鈦的四氯化鈦霧化方法，其特征在于在反應(yīng)器(3)的四氯化鈦進(jìn)口管(1)的出口處安裝一個(gè)旋流式霧化噴頭(2)，噴頭(2)為圓柱形狀，內(nèi)部安裝有旋流葉片(7)，出口為圓錐形；從高位槽進(jìn)入的液相四氯化鈦經(jīng)過噴頭的旋流葉片(7)，在噴頭(2)內(nèi)形成高速旋轉(zhuǎn)的液流而霧化，微小霧滴呈實(shí)心圓錐或空心圓錐，再經(jīng)噴頭(2)的圓錐形出口高速甩出后形成微小霧滴，噴射到金屬鎂之上，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)海綿鈦的四氯化鈦霧化方法，其特征在于所述噴頭直徑為20～100mm，長度為30～200mm，出口小孔直徑為4～10mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎂法生產(chǎn)海綿鈦的四氯化鈦霧化方法，該方法是在反應(yīng)器(3)的四氯化鈦進(jìn)口管(1)的出口處安裝一個(gè)旋流式霧化噴頭(2)。噴頭(2)為圓柱形狀，內(nèi)部安裝有旋流葉片(7)，出口為圓錐形；從高位槽進(jìn)入的液相四氯化鈦經(jīng)過噴頭的旋流葉片(7)，在噴頭(2)內(nèi)形成高速旋轉(zhuǎn)的液流而霧化，微小霧滴呈實(shí)心圓錐或空心圓錐，再經(jīng)噴頭(2)的圓錐形出口高速甩出后形成微小霧滴，噴射到金屬鎂之上，進(jìn)行還原反應(yīng)。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，四氯化鈦霧化后，反應(yīng)器內(nèi)的還原反應(yīng)均勻地進(jìn)行，不會(huì)出現(xiàn)熱量聚積的狀況，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)C22B5/00GK1908209SQ20061005118
公開日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2006年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者祝永紅, 謝遠(yuǎn)方, 趙以容 申請(qǐng)人:遵義鈦業(yè)股份有限公司