[实用新型]一种熔盐电解质的制备系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及仿真技术领域，尤其涉及一种熔盐电解质的制备系统。

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、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、生物材料等高科技领域的快速发展，它们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NaCl、KCl、MgCl₂、LiCl、CaCl₂、NaF、LiF、KF、Na₂TiF₆、K₂TiF₆等卤化物熔盐体系作电解质，初始电解质中需含有适量钛离子，以避免电解时碱金属析出，同时避免因钛离子浓差极化造成电解产物粉化。熔盐电解质中钛离子以Ti²⁺、Ti³⁺、Ti⁴⁺形式存在。较高的钛离子平均化合价会导致电流效率降低，同时还会显著降低电解钛晶体粒度。电解钛颗粒越小，表面积越大，具有较高表面活性，极易在后续酸浸处理过程中被氧化，造成电解钛氧含量升高。因此，降低钛离子平均化合价，有利于获得致密、大颗粒钛晶体和较高的电流效率。

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质的制备系统，该系统可用于制备钛离子平均价态＜2.2的钛离子熔盐电解质。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案实现：

一种熔盐电解质的制备系统，所述制备系统包括反应器23、加料导管8、第一导管9、取样器11、第一抽真空管12、第二导管13和加热炉22；

所述反应器23包括第一上盖15和壳体17；所述第一上盖15和壳体17密封连接；所述壳体17的内侧壁下端固定连接有孔板20；

所述第一导管9的下端穿过所述第一上盖15并延伸到所述孔板20下，用于将TiCl₄和惰性气体导入所述反应器23的底端；

所述加料导管8、取样器11、第一抽真空管12和第二导管13均穿过所述第一上盖1与所述反应器23连通连接，分别对所述反应器23进行加料、熔盐电解质取样、抽真空和充入惰性气体；

所述加热炉22用于对所述反应器23加热。

进一步的，所述制备系统还包括第一真空表14和排盐管道16；

所述第一真空表14与所述第一上盖15连通连接，用于测量所述反应器23内的压力；

所述排盐管道16的下端穿过所述第一上盖15并延伸到所述孔板20下，用于从所述反应器23内导出熔盐电解质18。

进一步的，所述制备系统还包括补料仓6和第二上盖4；

所述第二上盖4与所述补料仓6密封连接；所述补料仓6通过所述加料导管8与所述反应器23连通连接。

进一步的，所述补料仓6和加料导管8之间通过插板阀7密封连接，形成2个相对独立的密闭空间。

进一步的，所述第二上盖4上设置有第二抽真空管2和第三导管3；

所述第二抽真空管2用于对所述补料仓6抽真空；所述第三导管3用于将惰性气体充入到所述补料仓6内。

进一步的，所述第二上盖4上还设置有第二真空表1，用于测量所述补料仓6内的压力。

进一步的，所述第一导管9的下端连接有喷管21。

进一步的，所述孔板20的材料为镍，孔径为1～10mm。

本实用新型有益效果：