[发明专利]制备高纯钛的电解槽

说明书

技术领域

本发明属于钛的制备领域，具体的是制备高纯钛的电解槽。

背景技术

钛因为密度低，耐腐蚀性、机械性能好，且生物相容性优异，被广泛应用在航空航天制造、牙科加工和骨科植入加工等领域。将钛含量在3N及以上的钛称为高纯钛，熔盐电解法是生产高纯钛的主要方法之一。目前的熔盐电解法一般将阴极板和用于电解的涂钛阳极板置于相同的电解质溶液中，两者之间没有形成隔离，如此，在电解反应一段时间后，电解质的成分反生改变，影响高纯钛产品的质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高电解质溶液稳定性以提高高纯钛产品质量的制备高纯钛的电解槽。

本发明采用的技术方案是：制备高纯钛的电解槽，包括电解反应器、阴极板和用于电解的涂钛阳极板，电解反应器为反应体和反应盖密封形成的封闭容器；在反应体内设置有挡板，所述电解反应器由挡板分隔成位于上方的低温区和位于下方的高温反应区；

在电解反应器外侧设置有电解质导入管，所述电解质导入管与高温反应区相连通；

所述阴极板和涂钛阳极板位于高温反应区内，在高温反应区内设置有导流管，所述导流管位于涂钛阳极板下方，其一端伸入电解反应器外并设置有阳极液出口；在导流管的上方安装有硬质的阳极隔膜袋，所述阳极隔膜袋的下端与导流管相连通，上端设置有开口；所述涂钛阳极板由上端的开口伸入阳极隔膜袋内；所述涂钛阳极板的上端开口高出电解质的液面。

进一步的，在反应体的内壁固定连接有环形凸台，所述挡板一端固定有转轴，所述挡板通过转轴与凸台铰接，并在转轴的一端安装有驱动手柄，所述驱动手柄位于反应体外侧。

进一步的，在电解反应器外侧设置有空气补给系统，所述空气补给系统包括抽真空管、抽真空机、氩气提纯装置、氩气进气管；所述抽真空管一端与低温区相连通，另一端与抽真空机的入口相连，并在抽真空管上设置有控制气体流出的排气阀；所述抽真空机的出口与氩气提纯装置的入口相连，氩气提纯装置的出口与低温区通过氩气进气管相连，并在氩气进气管上设置有控制氩气进入的进气阀。

进一步的，所述阴极板和涂钛阳极板间隔排成一列。

进一步的，所述阴极板的总数量少于涂钛阳极板的总数量。

本发明的有益效果是：该制备高纯钛的电解槽，由于阳极隔膜袋将未发生电解反应的电解质与发生电解反应的电解质隔离，并将发生电解反应的电解质由导流管引出，其维持了电解质溶液的稳定性，避免电解质溶液的成分发生改变，从而提高了高纯钛产品的质量。其中，阳极隔膜袋采用现有的隔膜袋即可。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为挡板截面图。

图中，电解反应器1、反应体11、反应盖12、低温区13、高温反应区14、阴极板2、涂钛阳极板3、挡板41、凸台42、转轴43、驱动手柄44、电解质导入管5、导流管6、阳极液出口61、阳极隔膜袋7、空气补给系统8、真空管81、排气阀82、抽真空机83、氩气提纯装置84、氩气进气管85、进气阀86。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明如下：

制备高纯钛的电解槽，如图1所示，包括电解反应器1、阴极板2和用于电解的涂钛阳极板3，电解反应器1为反应体11和反应盖12密封形成的封闭容器；在反应体11内设置有挡板41，所述电解反应器1由挡板41分隔成位于上方的低温区13和位于下方的高温反应区14；

在电解反应器1外侧设置有电解质导入管5，所述电解质导入管5与高温反应区14相连通；

所述阴极板2和涂钛阳极板3位于高温反应区14内，在高温反应区14内设置有导流管6，所述导流管6位于涂钛阳极板3下方，其一端伸入电解反应器1外并设置有阳极液出口61；在导流管6的上方安装有硬质的阳极隔膜袋7，所述阳极隔膜袋7的下端与导流管6相连通，上端设置有开口；所述涂钛阳极板3由上端的开口伸入阳极隔膜袋7内；所述涂钛阳极板3的上端开口高出电解质的液面。

电解质为CaF、NaF、LiF、CsCl₂、LiCl、NaCl、KCl、MgCl₂、AlCl₃中的一种或一种以上与TiCl₃、TiCl₂、K₂TiF₆、Na₂TiF₆中的一种或一种以上的混合盐作为电解质。