[发明专利]一种组合冷凝式熔盐循环装置及安装该装置的电解炉

说明书

本发明公开了一种组合冷凝式熔盐循环装置及安装该装置的电解炉，包括冷凝器以及设置在冷凝器外部的液冷夹套，冷凝器包括中空的气体通道，在气体通道内设有冷却盘，冷却盘与气体通道之间设有通气孔，冷却盘上设有换热管，液冷夹套包括液冷换热腔室，在液冷换热腔室的外壁设有进液管道和出液管道，换热管的进液口和出液口与液冷换热腔室连通。本发明还提供了安装该装置的电解炉。该装置安装在熔盐电解炉上，熔盐蒸汽在本装置中快速冷却凝结形成熔盐固态颗粒，熔盐固态颗粒在重力作用下自动循环回落至熔盐电解炉中，对熔盐进行回收在利用。因此使用本装置的熔盐电解炉后，大大降低了生产成本，同时也提高了真空泵的使用寿命。

技术领域

本发明涉及电化学冶金设备技术领域，具体涉及一种组合冷凝式熔盐循环装置及安装该装置的电解炉。

背景技术

工业界一般是将纯度在99.995％以上，即金属杂质总和在50ppm以下的钛称为高纯钛。主要应用于大规模集成电路、航空航天、医疗合金等高科技领域。目前，高纯钛的制备方法可以分为物理法和化学精炼法两大类。其中物理法主要有区域熔炼法、偏析法、高真空熔炼法、真空蒸馏法、电迁移法、电磁场提纯法、光激发精制法、电子束熔炼法等。化学精炼法主要有溶剂萃取法、置换沉淀法、氯化物精馏法、碘化物热分解法、歧化分解法、熔析精炼法、熔盐电解法等。在上述方法中,得到广泛应用和发展的有克劳尔法、碘化物热分解法、熔盐电解法和电子束熔炼法。

熔盐电解法是利用电化学原理制取纯钛的一种方法。该方法是以粗钛、钛合金或钛化合物作阳极，在一定析出电位下使原料钛溶入电解液中，并在阴极析出高纯钛。电解过程中溶出电位比钛高的杂质留在阳极上或沉淀在电解液中，溶出电位比钛低的杂质也同钛一起溶入电解液中。熔盐电解法是发展比较早的一种方法。实际生产中熔盐电解法主要作为一种精炼方法，即利用海绵钛作为阳极在熔盐中进行电解提纯。

但是在真空高温熔盐电解TiO2制备海绵钛的生产工艺过程中，在高温下电解槽内熔盐熔融并产生气化，特别是在高温真空条件下，其熔盐气化速度会大大增加；且在真空泵的抽力作用下，其熔盐蒸汽通过真空管道进入真空泵，这样就有两个致命弱点和危害：一是熔盐消耗量大，增加产生成本；二是熔盐进入真空泵内，对真空泵设备产生严重的腐蚀和磨损，致使真空泵的工作寿命大大降低。

发明内容

本发明所要解决的是现有技术中真空高温熔盐电解TiO2制备海绵钛的过程中熔盐产生气化，消耗量大，成本高昂；同时熔盐熔融产生的熔盐蒸汽对真空泵产生腐蚀，缩短真空泵使用寿命的问题，目的在于提供一种组合冷凝式熔盐循环装置及安装该装置的电解炉。

本发明通过下述技术方案实现：

一种组合冷凝式熔盐循环装置，包括冷凝器以及设置在冷凝器外部的液冷夹套，所述冷凝器包括中空的气体通道，在气体通道内设有冷却盘，所述冷却盘与气体通道之间设有通气孔，冷却盘上设有换热管，所述液冷夹套包括液冷换热腔室，在液冷换热腔室的外壁设有进液管道和出液管道，所述换热管的进液口和出液口与液冷换热腔室连通。

优选方案，所述气体通道的顶部设有密封盖板，所述密封盖板与气体管道密封连接，在密封盖板上设有真空抽气管道。

优选方案，所述冷却盘包括第一冷却盘和第二冷却盘，第一冷却盘与第二冷却盘沿气体通道的轴线方向间隔设置，所述第一冷却盘包括支撑板，所述支撑板与气体管道连接，在支撑板上设有向上凸起的盖体，在盖体内设置所述换热管，所述支撑板上开设有通气孔，所述第二冷却盘为开口逐步缩小的漏斗形，在第二冷却盘的底部开设有通气孔，在第二冷却盘的底面设置所述换热管。

优选方案，所述换热管为直径逐步缩小的螺旋盘形管，所述换热管分别与第一冷却盘和第二冷却盘焊接连接。

优选方案，所述液冷换热腔室包括外筒体和内筒体，内筒体与外筒体之间设有容纳冷凝液的密封腔室，所述进液管道和出液管道与外筒体密封连接，出液管道位于外筒体的下部，进液管道位于外筒体的上部。