專利名稱：雙罐式金屬鋯還原裝置的制作方法
技術領域：
本實新型涉及一種金屬還原裝置，特別涉及一種雙罐式金屬鋯還原裝置。
背景技術：
目前國內廠家生產海綿鋯，在用金屬鎂還原ZrCl4，工序中所采用的設備均為單罐。即金屬鎂、ZrCl4都在同一個爐膽內(鎂在上，ZrCl4在下或鎂在下，ZrCl4+在上)，爐膽裝在一個電阻加熱爐內，分為上、下二個加熱部分。所用還原爐具體構造為上部為鎂還原坩堝，下部為ZrCl4升華揮發(fā)桶，中間由隔熱板隔熱。工作時，首先給ZrCl4揮發(fā)桶加熱升溫，使之揮發(fā)升華為ZrCl4蒸汽，經篩孔進入揮發(fā)桶與加熱爐膽間隙，上升通過坩堝隔熱板孔擴散到已被加熱熔融的金屬鎂坩堝內，與液態(tài)鎂表面發(fā)生還原反應，放出大量熱，與此同時氣態(tài)金屬鎂與氣態(tài)ZrCl4先行反應，產生低價金屬Zr，通過控制加熱功率及時間來調節(jié)爐膽內溫度及壓力，直至反應結束。
上述設備結構存在的主要問題是1、Mg與ZrCl4同在一個爐膽內，通過同一個電阻加熱爐供熱，溫度不易控制，不利反應的正常進行。
2、ZrCl4蒸汽是通過擴散作用彌散到熔融的鎂表面，不但反應速度慢，而且還會產生以下的兩種有害反應一是給金屬鎂加熱過程中，不可避免產生鎂蒸氣，散布在液態(tài)鎂表面，與擴散到坩堝的ZrCl4蒸氣反應，產生低價金屬鉻(不是所要產品)，阻隔ZrCl4與液態(tài)鎂的正常反應，降低成品率；二是因ZrCl4與鎂反應為放熱反應，在坩堝壁處反應，使溫度升高，并使金屬Zr與坩堝中成份又發(fā)生反應，產生另一種合金，降低成品率。由于上述兩種有害雜質增多，增加了下道蒸餾工序的負擔，使時間延長，能耗增加，設備利用率低。

發(fā)明內容
本實用新型的目的是要解決現有技術存在的上述的問題，提供一種溫度可控、反應速度快、成品率高、設備利用率高的雙罐式金屬鋯還原裝置。
本實用新型是這樣實現的它有兩臺電阻加熱爐，其中的一臺為還原加熱爐，另一臺為升華加熱爐，在還原加熱爐內放置有坩堝，坩堝側壁上固定有測溫導管，在升華加熱爐內放置有揮發(fā)桶，在坩堝頂部安裝有坩堝蓋板，在揮發(fā)桶頂部安裝有揮發(fā)桶蓋板，在坩堝蓋板上分別裝有氣閥、真空管和頂部帶有針型閥的蒸氣噴嘴，在揮發(fā)桶蓋板上分別裝有氣閥、真空管和頂部帶有針型閥的導管，在蒸氣噴嘴和導管之間連接有中間導管，所說的中間導管上纏繞有伴熱爐絲，且在中間導管管壁上包覆有保溫層。
根據上述的雙罐式金屬鋯還原裝置，在中間導管上裝有流量計，以測得ZrCl4的流量。
根據上述的雙罐式金屬鋯還原裝置，所說的中間導管兩端為管接，且管接與中間導管之間通過法蘭相連接。
本實用新型的優(yōu)點是1、分別加熱ZrCl4和Mg，溫度互不干擾，使溫度更有可控性。
2、高濃度的ZrCl4蒸汽直接經中間導管到鎂的表面，反應速度更快。
3、引入的ZrCl4蒸汽直接到Mg的中間表面，遠離坩堝壁表面，減少了鋯與坩堝壁材料的合金化，增加了回收率。
4、由于中心區(qū)鎂的溫度高，所以還原反應基本集中在中心區(qū)，很少在坩堝壁附近發(fā)生。
5、由于ZrCl4和Mg反應速度快，因此產物海綿鋯是多孔的，這有利于真空蒸餾時除去Mg和MgCl2。
6、真空蒸餾時間短，MgCl2去除容易，所以設備利用率高，單產鋯的設備數少，蒸餾爐的數目可以小于還原爐的數目。


圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
如圖所示，它有兩臺電阻加熱爐，其中的一臺為還原加熱爐，另一臺為升華加熱爐，所說的還原加熱爐由還原加熱爐體1、爐絲2和還原爐膽3構成，在還原爐膽3內放置有坩堝4，坩堝4側壁上固定有測溫導管7，所說的升華加熱爐由升華爐體22、爐絲21和升華爐膽20構成，在升華爐膽20內放置有揮發(fā)桶19，在坩堝4頂部安裝有坩堝蓋板26，在揮發(fā)桶19頂部安裝有揮發(fā)桶蓋板26，在坩堝蓋板23上分別裝有氣閥9、真空管10管頂部帶有針型閥11的ZrCl4蒸氣噴嘴8，在揮發(fā)桶蓋板26上分別裝有氣閥16、真空管17和頂部帶有針型閥15的ZrCl4蒸氣噴嘴8和ZrCl4導管15上分別有一個管接14，在二個管接14之間通過法蘭25連接有中間導管14，在中間導管14上裝有流時計24，以測得ZrCl4的流量，所說的中間導管14上纏繞有伴熱爐絲13，且在中間導管14管壁上包覆有由稀土保溫材料制成的保溫層12。
工作過程如下在坩堝4底部裝金屬鎂6，在揮發(fā)桶19底部裝固態(tài)精ZrCl418，將蓋板23、26密封，分別通過真空管10、17抽真空，然后通過氣閥16和9分別給升華爐膽20和還原爐膽3送氬氣，再給爐絲2、21通電，進行加熱，并對還原爐、升華爐和中間導管14的溫度分別進行控制，并通過氣閥16和9除氣，并充氬氣，經預定時間后，打開針型閥15和11，讓ZrCl4蒸汔通過導管15、中間導管14，再經過ZrCl4蒸汔噴嘴8噴射到鎂中心表面，產生海綿鋯5，再經蒸鎦工序，即得。
權利要求1.一種雙罐式金屬鋯還原裝置，包括兩臺電阻加熱爐，其中的一臺為還原加熱爐，另一臺為升華加熱爐，其特征在于，在還原加熱爐內放置有坩堝，坩堝側壁上固定有測溫導管，在升華加熱爐內放置有揮發(fā)桶，在坩堝頂部安裝有坩堝蓋板，在揮發(fā)桶頂部安裝有揮發(fā)桶蓋板，在坩堝蓋板上分別裝有氣閥、真空管和頂部帶有針型閥的蒸氣噴嘴，在揮發(fā)桶蓋板上分別裝有氣閥、真空管和頂部帶有針型閥的導管，在蒸氣噴嘴和導管之間連接有中間導管，所說的中間導管上纏繞有伴熱爐絲，且在中間導管管壁上包覆有保溫層。
2.根據權利要求1所述的雙罐式金屬鋯還原裝置，其特征在于，在中間導管上裝有流量計。
3.根據權利要求1或2所述的雙罐式金屬鋯還原裝置，其特征在于，所說的中間導管兩端為管接，且管接與中間導管之間通過法蘭相連接。
專利摘要一種溫度可控、反應速度快、成品率高、設備利用率高的雙罐式金屬鋯還原裝置,它有兩臺電阻加熱爐,其中的一臺為還原加熱爐,另一臺為升華加熱爐,在還原加熱爐內放置有坩堝,坩堝側壁上固定有測溫導管,在升華加熱爐內放置有揮發(fā)桶,在坩堝頂部安裝有坩堝蓋板,在揮發(fā)桶頂部安裝有揮發(fā)桶蓋板,在坩堝蓋板上分別裝有氣閥、真空管和頂部帶有針型閥的蒸氣噴嘴,在揮發(fā)桶蓋板上分別裝有氣閥、真空管和頂部帶有針型閥的導管,在蒸氣噴嘴和導管之間連接有中間導管,所說的中間導管上纏繞有伴熱爐絲,且在中間導管管壁上包覆有保溫層。
文檔編號C22B34/14GK2515206SQ0127222
公開日2002年10月9日 申請日期2001年12月15日 優(yōu)先權日2001年12月15日
發(fā)明者王艷 申請人:王艷