[实用新型]一种熔盐电解装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及熔盐电解技术领域，尤其涉及一种熔盐电解装置。

背景技术

在常用金属中，钛是地壳中含量最丰富的元素之一，在结构金属中丰度占第四位，仅次于铝、铁、镁。钛是一种性能优越的稀有金属材料，除了优越的强度/重量比，适合作为航天零组件以外，目前已经开发了许多非航天的用途，在石油、能源、交通、化工和生医等民用领域也得到了一定应用，并且其应用领域还在不断扩展。近年来，随着半导体技术、信息技术和生物材料等高科技领域的快速发展，对所使用的钛金属的纯度要求也越来越高，对高纯钛的需求量也越来越大。

高纯钛的生产方法主要有熔盐电解精炼法、碘化法、电子束熔炼法。用碘化法精炼时,析出速度慢,且是间歇式操作,因此生产率低。电子束熔炼法对一般的低熔点金属杂质元素及非金属元素C、N、H都可去除，但氧和重金属必须在电子束熔炼前用熔盐电解法或碘化法除去。采用熔盐电解法精炼钛不仅可以有效除去导致集成电路误差的放射性元素铀和钍，而且生产可连续进行，生产率高，消耗的能量小，生产成本低。

熔盐电解精炼法是以粗钛作阳极，在一定析出电位下使原料钛溶入电解液中，并在阴极析出钛。电解过程中原料钛(阳极)中的不纯物，其溶出电位比钛高的杂质不溶出而留在阳极中，溶出电位比钛低的杂质溶出后留在电解液中，这样在阴极析出的就为纯钛，从而达到了提纯的目的。

熔盐电解精炼制备高纯钛工艺一般采用碱金属或碱土金属卤化物熔盐作为电解质，在惰性气体保护环境下，以恒电流或恒电位进行电解。电解时，阴极附近钛离子获得电子析出钛晶体，阴极表面钛离子不断被消耗，造成浓差极化，进而导致电解产物为粉末状或枝晶状。钛粉末或 钛枝晶具有较高的比表面积和金属活性，很容易被氧化，氧化后其表面附着一层很薄的氧化膜，因此，电解钛含氧量与其比表面积呈正相关。传统熔盐电解法制备的高纯钛氧含量在100ppm以上。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型的目的在于：提供一种熔盐电解装置，该装置克服了现有技术电解过程中的浓差极化的技术问题，能够生产氧含量＜30ppm的超低氧高纯钛。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案实现：

一种熔盐电解装置，所述熔盐电解装置包括电解槽11、脉冲电源21、加热炉22和导电杆1；

所述电解槽11内置有反应器13；所述反应器13内置有带通孔的阳极筐14；所述反应器13和阳极筐14之间留有阳极料空间15；所述导电杆1的底端连接有阴极17；所述阴极17位于所述反应器13内的熔盐18中；

所述加热炉22用于对所述电解槽11加热；

所述脉冲电源21的正极和负极分别与所述电解槽11和导电杆1连接。

进一步的，所述反应器13带有密封盖16；所述导电杆1穿过所述密封盖16，且所述密封盖16绝缘连接。

进一步的，所述熔盐电解装置还包括冷却室4；

所述冷却室4的下端通过插板阀8与所述电解槽11连通连接；所述冷却室4的上端与所述导电杆1动态密封连接；所述导电杆1依次穿过所述冷却室4和插板阀8，进入所述电解槽11后插入到所述反应器13内的熔盐中。

进一步的，所述冷却室4的侧壁设置有进出料口5和第一气体进出 口6。

进一步的，所述电解槽11设置有第二气体进出口9。

进一步的，所述熔盐电解装置还包括真空泵23；所述真空泵23分别通过第一气体进出口6和第二气体进出口9对所述冷却室4和电解槽11抽真空和充入惰性气体。

进一步的，所述电解槽11设置有第二气体进出口9。

进一步的，所述熔盐电解装置还包括真空泵23；所述真空泵23通过第二气体进出口9对所述电解槽11抽真空和充入惰性气体。

本实用新型有益效果如下：

1、本实用新型采用适宜的脉冲电流，有利于消除浓差极化，可电解出致密的钛板，厚度可达8mm以上，从而消除钛粉末和枝晶的生成，大幅度降低电解产物比表面积，进而大幅降低电解钛氧含量。

2、本实用新型可生产氧含量＜30ppm的超低氧高纯钛。

3、本实用新型具有操作简单和可连续生产特点。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型的熔盐脉冲电流电解制备钛的装置结构示意图；

图2为本实用新型的脉冲电源的连接关系示意图；

图3为本实用新型的脉冲电流周期示意图；