[实用新型]双罐式金属锆还原装置

说明书

                        技术领域

本实新型涉及一种金属还原装置，特别涉及一种双罐式金属锆还原装置。

                        背景技术

目前国内厂家生产海绵锆，在用金属镁还原ZrCl₄，工序中所采用的设备均为单罐。即金属镁、ZrCl₄都在同一个炉胆内(镁在上，ZrCl₄在下或镁在下，ZrCl₄₊在上)，炉胆装在一个电阻加热炉内，分为上、下二个加热部分。所用还原炉具体构造为上部为镁还原坩埚，下部为ZrCl₄升华挥发桶，中间由隔热板隔热。工作时，首先给ZrCl₄挥发桶加热升温，使之挥发升华为ZrCl₄蒸汽，经筛孔进入挥发桶与加热炉胆间隙，上升通过坩埚隔热板孔扩散到已被加热熔融的金属镁坩埚内，与液态镁表面发生还原反应，放出大量热，与此同时气态金属镁与气态ZrCl₄先行反应，产生低价金属Zr，通过控制加热功率及时间来调节炉胆内温度及压力，直至反应结束。

上述设备结构存在的主要问题是：

1、Mg与ZrCl₄同在一个炉胆内，通过同一个电阻加热炉供热，温度不易控制，不利反应的正常进行。

2、ZrCl₄蒸汽是通过扩散作用弥散到熔融的镁表面，不但反应速度慢，而且还会产生以下的两种有害反应：一是给金属镁加热过程中，不可避免产生镁蒸气，散布在液态镁表面，与扩散到坩埚的ZrCl₄蒸气反应，产生低价金属铬(不是所要产品)，阻隔ZrCl₄与液态镁的正常反应，降低成品率；二是因ZrCl₄与镁反应为放热反应，在坩埚壁处反应，使温度升高，并使金属Zr与坩埚中成份又发生反应，产生另一种合金，降低成品率。由于上述两种有害杂质增多，增加了下道蒸馏工序的负担，使时间延长，能耗增加，设备利用率低。

                        发明内容

本实用新型的目的是要解决现有技术存在的上述的问题，提供一种温度可控、反应速度快、成品率高、设备利用率高的双罐式金属锆还原装置。

本实用新型是这样实现的：它有两台电阻加热炉，其中的一台为还原加热炉，另一台为升华加热炉，在还原加热炉内放置有坩埚，坩埚侧壁上固定有测温导管，在升华加热炉内放置有挥发桶，在坩埚顶部安装有坩埚盖板，在挥发桶顶部安装有挥发桶盖板，在坩埚盖板上分别装有气阀、真空管和顶部带有针型阀的蒸气喷嘴，在挥发桶盖板上分别装有气阀、真空管和顶部带有针型阀的导管，在蒸气喷嘴和导管之间连接有中间导管，所说的中间导管上缠绕有伴热炉丝，且在中间导管管壁上包覆有保温层。

根据上述的双罐式金属锆还原装置，在中间导管上装有流量计，以测得ZrCl₄的流量。

根据上述的双罐式金属锆还原装置，所说的中间导管两端为管接，且管接与中间导管之间通过法兰相连接。

本实用新型的优点是：

1、分别加热ZrCl₄和Mg，温度互不干扰，使温度更有可控性。

2、高浓度的ZrCl₄蒸汽直接经中间导管到镁的表面，反应速度更快。

3、引入的ZrCl₄蒸汽直接到Mg的中间表面，远离坩埚壁表面，减少了锆与坩埚壁材料的合金化，增加了回收率。

4、由于中心区镁的温度高，所以还原反应基本集中在中心区，很少在坩埚壁附近发生。

5、由于ZrCl₄和Mg反应速度快，因此产物海绵锆是多孔的，这有利于真空蒸馏时除去Mg和MgCl₂。

6、真空蒸馏时间短，MgCl₂去除容易，所以设备利用率高，单产锆的设备数少，蒸馏炉的数目可以小于还原炉的数目。

                        附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

                      具体实施方式