金屬鈦粉熔鹽電解回收裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術涉及電解提取金屬鈦粉相關設備領域，尤其是一種金屬鈦粉熔鹽電解回收裝置。本發(fā)明專利技術所要解決的技術問題是提供一種金屬鈦粉熔鹽電解回收裝置，包括由陰極裝置、陽極裝置以及LiCl電解質構成的電解回路，陰極裝置由絕緣開口容器、設置于絕緣開口容器內的Mg層、設置于絕緣開口容器內的陰極導電桿以及套接于陰極導電桿外周的絕緣保護管構成，陰極導電桿的兩端露出于絕緣保護管外，陰極導電桿的一端設置于Mg層內，陰極導電桿的另一端設置于LiCl電解質之外；陽極裝置內設置有海綿鈦或碳氧鈦。本發(fā)明專利技術減少了傳統(tǒng)的濕法處理工序，沒有環(huán)境污染的困擾，工藝簡單易于推廣，尤其適用于提取高純度的鈦粉之中。

Molten salt electrolysis recovery device for metal titanium powder

The invention relates to the field of electrolytic extraction of metal titanium powder related equipment, in particular to a metal titanium powder molten salt electrolysis recovery device. The technical problem to be solved is to provide a metal titanium powder in molten salt electrolysis recovery device comprises an electrolytic loop by the cathode anode device and LiCl device, electrolyte composition, cathode device is composed of an opening container, opening provided in the insulating layer, the Mg container opening provided in the insulating container and cathode conducting rod set of insulation protection tube is connected to the cathode conducting rod peripheral, both ends of the conductive rod cathode exposed insulation protection tube, one end of the cathode conducting rod arranged on the Mg layer, in addition to the other end of the conductive rod is arranged on the cathode of LiCl electrolyte; anode device is provided with a sponge titanium or titanium carbon and oxygen. The invention reduces the traditional wet processing process without environmental pollution, has simple process and is easy to popularize, and is especially suitable for extracting high-purity titanium powder.

【技術實現步驟摘要】
金屬鈦粉熔鹽電解回收裝置
本專利技術涉及電解提取金屬鈦粉相關設備領域，尤其是一種金屬鈦粉熔鹽電解回收裝置。
技術介紹
鈦及其合金由于其熔點高、比重輕、強度大、耐腐蝕強等特點，在現代航空、火箭導彈工業(yè)、航天技術、槍炮艦艇、生物醫(yī)用材料及化工設備等方面有廣泛應用。由于鈦材的成型利用率極低，造成鈦材的廢品率極高。近十幾年，由于粉末冶金技術的發(fā)展，對形狀復雜的零部件均采用熱等靜壓技術成型，大大提高了鈦的利用率；特別是目前3D技術的發(fā)展，使得鈦粉的應用得到快速提高。熔鹽電解制取鈦粉技術是目前大規(guī)模制取鈦粉的另一個方法，由于熔鹽電解具有精煉的特性，使得這種工藝得到的鈦粉質量高，而且具有一致性，給后續(xù)工藝帶來便宜。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種金屬鈦粉熔鹽電解回收裝置。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：金屬鈦粉熔鹽電解回收裝置，包括由陰極裝置、陽極裝置以及LiCl電解質構成的電解回路，所述陰極裝置由絕緣開口容器、設置于絕緣開口容器內的Mg層、設置于絕緣開口容器內的陰極導電桿以及套接于陰極導電桿外周的絕緣保護管構成，所述陰極導電桿的兩端露出于絕緣保護管外，其中陰極導電桿的一端設置于Mg層內，陰極導電桿的另一端設置于LiCl電解質之外；所述陽極裝置內設置有海綿鈦或碳氧鈦。進一步的是，所述絕緣開口容器為絕緣的坩堝。進一步的是，所述絕緣保護管與坩堝固定連接。進一步的是，包括所述陽極裝置由陽極導電桿以及陽極料筐構成，所述陽極料筐內設置有海綿鈦或碳氧鈦。進一步的是，所述陽極料筐上設置有便于LiCl電解質流動的孔洞結構。本專利技術的有益效果是：本專利技術采用LiCl為電解質，選用在高溫狀態(tài)下為液態(tài)的金屬鎂為陰極隔離層，并巧妙利用鈦粉、金屬鎂、電解質三種物質的密度差實現分層隔開，不僅實現了對鈦粉提純的目的，也減少了傳統(tǒng)的濕法處理工序，沒有環(huán)境污染的困擾，工藝簡單易于推廣。另外，在電解結束后，將陰極裝置放入真空系統(tǒng)，通過升溫抽真空即可將金屬鎂揮發(fā)、冷凝回收，剩下純凈的金屬鈦粉，而回收的鎂粉也可以循環(huán)利用，這樣就避免了傳統(tǒng)后處理帶來得繁瑣。本專利技術尤其適用于提取高純度的鈦粉之中。附圖說明圖1是本專利技術電解回路的結構示意圖。圖2是本專利技術陰極裝置的結構示意圖。圖3是本專利技術陽極裝置的結構示意圖。圖4是本專利技術電解結束后，去除陰極裝置中鎂層從而獲得純凈鈦粉的結構示意圖。圖中標記為：陰極裝置1、Mg層11、陰極導電桿12、絕緣保護管13、絕緣開口容器14、鈦粉15、陽極裝置2、海綿鈦或碳氧鈦21、陽極料筐22、陽極導電桿23、LiCl電解質3、真空蒸餾裝置4、加熱系統(tǒng)41、抽真空出口42。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術進一步說明。如圖1、圖2、圖3所示的金屬鈦粉熔鹽電解回收裝置，包括由陰極裝置1、陽極裝置2以及LiCl電解質3構成的電解回路，所述陰極裝置1由絕緣開口容器14、設置于絕緣開口容器14內的Mg層11、設置于絕緣開口容器14內的陰極導電桿12以及套接于陰極導電桿12外周的絕緣保護管13構成，所述陰極導電桿12的兩端露出于絕緣保護管13外，其中陰極導電桿12的一端設置于Mg層11內，陰極導電桿12的另一端設置于LiCl電解質3之外；所述陽極裝置2內設置有海綿鈦或碳氧鈦。本專利技術的陰極裝置1中設立的金屬鎂實為隔離層，由于在實際電解時，熔鹽溫度為700℃～720℃，Mg層11和LiCl電解質3均為液態(tài)，這樣就為利用鈦粉、Mg層11、LiCl電解質3三種物質的密度差將其分開創(chuàng)造了條件，即如圖2所示的，鈦粉15在底層、Mg層11在中間層、LiCl電解質3在上層。另外，陰極裝置1中還有一個較為關鍵的結構設計是陰極導電桿12和絕緣保護管13，如圖2所示的，絕緣保護管13保證陰極導電桿12與LiCl電解質3完全隔絕，電流通過陰極導電桿12僅與Mg層11連通，然后游離于LiCl電解質3內的源于陽極裝置2的鈦離子則在Mg層11與LiCl電解質3的交界面處獲得電子而恢復為純鈦，并最終由于密度最大而沉淀于液態(tài)的Mg層11底部，并最終形成純度很高的鈦粉15。由于上述的電解原理，一般的，優(yōu)選所述絕緣開口容器14為絕緣的坩堝，這樣可以在高溫的情況下穩(wěn)定的進行電解。還可以將所述絕緣保護管13與坩堝固定連接，從而便于對坩堝的上下移動。對于陽極裝置2而言，如圖3所示的，可以選擇這樣的結構設計：即由陽極導電桿23以及陽極料筐22構成的所述陽極裝置2，所述陽極料筐22內設置有海綿鈦或碳氧鈦。這樣可以相對穩(wěn)定的固定海綿鈦或碳氧鈦21，保證電解的穩(wěn)定。當然，優(yōu)選在所述陽極料筐22上設置便于LiCl電解質3流動的孔洞結構，從而提高電解效率。基于上述新的電解回收裝置，本專利技術還包括相應的電解回收方法，包括如下步驟：a、利用所述金屬鈦粉熔鹽電解回收裝置設置電解回路：即將陰極裝置1、陽極裝置2以及LiCl電解質3構成電解的回路，其中陽極裝置2處設置的海綿鈦或碳氧鈦以及陰極裝置1的絕緣開口容器14均完全浸沒于LiCl電解質3內；b、啟動金屬鈦粉熔鹽電解回收裝置，送直流電開始電解，所述電解熔鹽溫度范圍為700℃～720℃；c、真空蒸餾取出鈦粉：斷開直流電，取出陰極裝置1并將陰極裝置1放置于真空蒸餾裝置4內，將真空蒸餾裝置4抽真空并升溫至1000±50℃，恒溫保持后降溫冷卻至室溫，然后取出陰極裝置1，即獲得陰極裝置1的絕緣開口容器14內的純鈦粉。對于上述步驟a，如圖1所示的，讓陽極裝置2處設置的海綿鈦或碳氧鈦以及陰極裝置1的絕緣開口容器14均完全浸沒于LiCl電解質3內，是構成回路的前提，尤其是圖2所示的，需保證Mg層11上方緊貼有LiCl電解質3。結合實踐經驗，Mg層11容量占絕緣開口容器14的70％左右為宜。對于電解回收結束后，只需取出陰極裝置1，然后將所述陰極裝置1放置于真空蒸餾裝置4內，將真空蒸餾裝置4抽真空并啟動加熱系統(tǒng)41至真空蒸餾裝置4內升溫至1000±50℃，恒溫保持，待陰極裝置1內的鎂揮發(fā)并抽出完畢后降溫冷卻至室溫，取出陰極裝置1，即獲得陰極裝置1的絕緣開口容器14內的純鈦粉。如圖4所示的，抽真空出口42優(yōu)選設置于真空蒸餾裝置4頂部。本專利技術采用LiCl為電解質，選用在高溫狀態(tài)下為液態(tài)的金屬鎂為陰極隔離層，并巧妙利用鈦粉、金屬鎂、電解質三種物質的密度差實現分層隔開，不僅實現了對鈦粉提純的目的，也減少了傳統(tǒng)的濕法處理工序，沒有環(huán)境污染的困擾，工藝簡單易于推廣。另外，在電解結束后，將陰極裝置放入真空系統(tǒng)，通過升溫抽真空即可將金屬鎂揮發(fā)、冷凝回收，剩下純凈的金屬鈦粉，而回收的鎂粉也可以循環(huán)利用。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
金屬鈦粉熔鹽電解回收裝置，包括由陰極裝置(1)、陽極裝置(2)以及LiCl電解質(3)構成的電解回路，其特征在于：所述陰極裝置(1)由絕緣開口容器(14)、設置于絕緣開口容器(14)內的Mg層(11)、設置于絕緣開口容器(14)內的陰極導電桿(12)以及套接于陰極導電桿(12)外周的絕緣保護管(13)構成，所述陰極導電桿(12)的兩端露出于絕緣保護管(13)外，其中陰極導電桿(12)的一端設置于Mg層(11)內，陰極導電桿(12)的另一端設置于LiCl電解質(3)之外；所述陽極裝置(2)內設置有海綿鈦或碳氧鈦。

【技術特征摘要】
1.金屬鈦粉熔鹽電解回收裝置，包括由陰極裝置(1)、陽極裝置(2)以及LiCl電解質(3)構成的電解回路，其特征在于：所述陰極裝置(1)由絕緣開口容器(14)、設置于絕緣開口容器(14)內的Mg層(11)、設置于絕緣開口容器(14)內的陰極導電桿(12)以及套接于陰極導電桿(12)外周的絕緣保護管(13)構成，所述陰極導電桿(12)的兩端露出于絕緣保護管(13)外，其中陰極導電桿(12)的一端設置于Mg層(11)內，陰極導電桿(12)的另一端設置于LiCl電解質(3)之外；所述陽極裝置(2)內設置有海綿鈦或...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：穆宏波，穆天柱，彭衛(wèi)星，鄧斌，趙三超，閆蓓蕾，
申請(專利權)人：攀鋼集團研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：四川,51