[实用新型]一种连续化熔盐电解制备高纯钛的装置

说明书

一种连续化熔盐电解制备高纯钛的装置，属于电解法生产金属钛领域。特征如下：熔盐电解装置为电阻炉和特制炉盖，其中特制炉盖包含上下两部分，并通过两处开闭式阀门实现上半炉盖和下半炉盖的密封分离；由此可避免电解过程中熔盐电解质的反复升降温操作，最终实现电解的连续化。本实用新型具有可连续生产，能耗低，操作简易，设备简单，周期短等特点；通过该方法，可有效降低熔盐电解制备高纯钛的能耗。

技术领域

本实用新型涉及一种连续化熔盐电解制备高纯钛的装置，属于电解法生产金属钛领域。

背景技术

钛由于其稳定的化学性能，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度，被誉为“太空金属”，作为钛产品的一员，高纯钛被广泛应用在航天、电子业。目前工业化生产纯钛主要采用熔盐电解法，通过将海绵钛作为阳极，恒电位、电流进行电解，高纯钛在阴极上沉积。但传统工艺为防止氧化，需要将电极置于炉内，等炉体冷却后，再对阴极产物进行处理；下次电解前需要进行重新升温操作。因此存在能耗高、连续性差以及周期冗长等问题，这些最终导致高纯钛产量低、成本高。针对上述问题，本实用新型提出了一种可分离的复合式阀门炉盖，操作简便，能耗低，是一种比较简单的可连续化生产工艺。

发明内容

本实用新型提供一种连续化熔盐电解制备高纯钛的炉盖及电解池，相对于传统工业上熔盐电解制备高纯钛来说，该方法具有可连续化，能耗低等优点。其特征在于包含炉盖和电解池；

一种连续化熔盐电解制备高纯钛的装置，其特征在于装置包含炉盖和电解池；其中，炉盖分为上半炉盖和下半炉盖两部分，材质为不锈钢，上下炉盖之间通过夹紧密封圈来实现密封；上下炉盖中各含有一个开闭式阀门，阀门与不锈钢棒连接，阀门一位于上半炉盖，阀门二位于下半炉盖；阀门下部与炉盖之间夹有密封圈，阀门上配有螺纹旋钮用于压紧阀门和密封圈；上下半炉盖均配有抽真空管道；电解池周围有加热元件，保证炉内恒定温度；电极杆与炉盖接触处，装有密封圈，保证气密性，且与炉盖绝缘；电极杆材质为不锈钢或铜。

这样的设计保证了在电解结束后，无需等待炉体冷却后，再拆除整个炉盖，取出电极，再重新升温电解；

一种利用如上所述装置连续化熔盐电解制备高纯钛的方法，包括以下步骤：

1)将海绵钛阳极和镍片阴极装入到上半炉盖中，后将上半炉盖和下半炉盖合上密封，打开阀门一和阀门二，抽真空，再补氩气，升温后在惰性气氛下进行电解；

2)电解到阳极消耗90wt％时，保温，将两电极上升到阀门一的上方，闭合阀门一；将上半炉盖取出，上下炉盖由于阀门一和阀门二密封，炉体内还是处于惰性气氛下。

3)将第2)步所得上半炉盖放置一旁冷却，换上新的阴、阳极和上半炉盖，组装好后，将其与下半炉盖闭合压紧，后打开阀门一；

4)在第3)步完成后，打开上半炉盖中的抽真空管道将其带入空气去除，然后通入氩气，再打开阀门二，将电极放入电解池中进行电解操作；

5)待第2)步所得上半炉盖冷却后拆开，对阳极和阴极产物进行水洗和酸洗处理等，最终得到高纯钛金属。

进一步地，所述步骤1)中阀门材质为不锈钢块体，密封圈材质为氟橡胶；通过与炉盖之间的密封圈和密封油脂来保证阀门和电极移动和电解过程中的密封性。

进一步地，所述步骤2)中在将电极上升到阀门一上方后，旋转不锈钢杆上的螺纹旋钮，使得阀门一和阀门二移动到完全覆盖炉盖口的位置，后拧紧阀门上方的螺纹旋钮，将阀门与密封圈压紧，闭合；通过旋钮松开上下炉盖，取出上半炉盖。

进一步地，所述步骤3)中通过上下炉盖压紧密封圈来保证密封性。

进一步地，所述步骤4)中抽真空时阀门一为开启状态；抽完真空后，旋转旋钮将阀门二和密封圈松开，通过不锈钢杆上的螺纹旋钮，来打开阀门二，将电极放入电解池内进行电解。