[实用新型]一种金属铪双罐还原装置

说明书

实用新型涉及有色金属冶炼技术领域，尤其涉及一种金属铪双罐还原装置，包含电阻炉，所述电阻炉上分别固定有还原反应器和升华反应器，所述还原反应器上方固定有还原炉盖，所述还原炉盖上固定有抽空管，所述升华反应器上方固定有升华炉盖，所述升华炉盖上固定有带阀门的排气管，所述升华炉盖通过管道与前述还原炉盖相连，所述管道两端均固定有阀门，所述管道一端与升华反应器内部相连，所述管道另一端与还原反应器内部的出气斗相连，所述出气斗底部密封，所述出气斗底部还交错固定有与管道内部通道相连的出气管Ⅰ和出气管Ⅱ，所述管道周侧还固定有加热层，所述还原反应器内部还固定有反应坩埚。可以有效加速HfCl₄与镁的反应速度。

【技术领域】

本实用新型涉及有色金属冶炼技术领域，尤其涉及一种金属铪双罐还原装置。

【背景技术】

传统应用HfCl₄镁法还原制铪金属的装置是：HfCl₄升华和镁的还原反应是在同一个不锈钢反应器中进行，反应器下部挥发桶内装入HfCl₄，其上面有隔热板，装镁的还原反应坩埚坐在隔热板上，反应坩埚上有盖板帽，从反应器下部挥发的HfCl₄气体经坩埚盖板帽进入还原反应坩埚内，与坩埚内的熔融镁进行气液反应，生成铪金属与氯化镁；单罐还原的缺点是：设备利用率低、炉内温度上下部相互影响、HfCl₄气体浓度及反应速度都难以控制、从下部挥发的HfCl₄在上升的过程中与坩埚外的镁发生气气反应生成低价铪黑粉，造成产品回收率低，反应速度慢，产品质量差。

本实用新型即是针对现有技术的不足而研究提出的。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是克服上述现有技术的缺点，提供了一种金属铪双罐还原装置，实现HfCl₄气体浓度及反应速度达到理想的控制效果，确保铪金属质量稳定，减少环境污染，提高产品回收率，降低产品能耗。

本实用新型可以通过以下技术方案来实现：

本实用新型公开了一种金属铪双罐还原装置，包含电阻炉，所述电阻炉上分别固定有还原反应器和升华反应器，所述还原反应器上方固定有还原炉盖，所述还原炉盖上固定有抽空管，所述升华反应器上方固定有升华炉盖，所述升华炉盖上固定有带阀门的排气管，所述升华炉盖通过管道与前述还原炉盖相连，所述管道两端均固定有阀门，所述管道一端与升华反应器内部相连，所述管道另一端与还原反应器内部的出气斗相连，所述出气斗底部密封，所述出气斗底部还交错固定有与管道内部通道相连的出气管Ⅰ和出气管Ⅱ，所述管道周侧还固定有加热层，所述还原反应器内部还固定有反应坩埚。将镁放入还原反应器的反应坩埚里，将HfCl₄放入升华反应器内，分别盖上还原炉盖和升华炉盖，将还原反应器和升华反应器分别放入电阻炉内，关闭管道上的阀门，开启排气管和抽空管，通过电阻炉对还原反应器与升华反应器加热，还原反应器与升华反应器内部保持260℃低温除气，时间4小时，由于HfCl₄与镁的沸点均高于260℃，还原反应器与升华反应器内部水蒸气通过排气管和抽空管排出，低温除气后通过排气管往升华反应器中加入保护气体氩气，通过电阻炉提高温度，将升华反应器内的温度升高到320℃，HfCl₄气化，将还原反应器内部温度调整到720℃，恒温4小时，镁在反应坩埚中达到熔融状态，开启管道上的阀门，通过控制阀门的开启，控制HfCl₄排入还原反应器的速度，并且通过管道上的加热层对管道加热，可以避免HfCl₄气体凝固，HfCl₄气体通过相对交错设置的出气管Ⅰ和出气管Ⅱ排出，HfCl₄气体从出气管Ⅰ和出气管Ⅱ排出时，在熔融状态的镁表面形成涡流，带动熔融状态的镁旋转，可以有效加速HfCl₄与镁的反应速度。

本实用新型与现有的技术相比有如下优点：