[go: up one dir, main page]

RU178489U1 - Устройство для переработки титанового лома - Google Patents

Устройство для переработки титанового лома Download PDF

Info

Publication number
RU178489U1
RU178489U1 RU2017124140U RU2017124140U RU178489U1 RU 178489 U1 RU178489 U1 RU 178489U1 RU 2017124140 U RU2017124140 U RU 2017124140U RU 2017124140 U RU2017124140 U RU 2017124140U RU 178489 U1 RU178489 U1 RU 178489U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
ccl
annular
quartz reactor
titanium scrap
Prior art date
Application number
RU2017124140U
Other languages
English (en)
Inventor
Юлия Владимировна Бендре
Светлана Витальевна Зенцова
Никита Сергеевич Зайцев
Валерий Иванович Ларин
Владимир Фёдорович Горюшкин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет"
Priority to RU2017124140U priority Critical patent/RU178489U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU178489U1 publication Critical patent/RU178489U1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00Obtaining refractory metals
    • C22B34/10Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Устройство для переработки титанового лома относится к металлургической и химической отраслям промышленности и представляет собой цилиндрический реактор из кварцевого стекла с вертикальной осью, снабженный днищем и крышкой. По оси цилиндра размещен теплоэлектронагреватель. В нижней части реактора расположен патрубок для подачи пара CClи продувочного воздуха, а в верхней части - патрубок для отвода двухкомпонентного пара (TiCl+CCl) и продувочного воздуха. К наружной поверхности реактора прикреплен наружный электрод в виде цилиндра из токопроводящего материала с подключением к нему одного из полюсов источника напряжения постоянного тока величиной более 6000 В. Вторым, внутренним и расходным электродом является титановый лом, помещенный в кольцевой контейнер, стенки которого выполнены из токопроводящего материала в виде двух цилиндрических сеток разного диаметра, расположенных коаксиально. Контейнер оснащен съемным поддоном. Заряд от второго полюса источника напряжения постоянного тока передается внутреннему расходному электроду в виде титанового лома. Полезная модель обладает повышенной производительностью и сниженным расходом тепловой энергии.

Description

Полезная модель относится к металлургической и химической областям промышленности. Она может быть использована для утилизации отработавших изделий, изготовленных из титана, или его сплавов (титанового лома).
Известны устройства для извлечения титана способом хлорирования титанового сырья: рудных концентратов, шлаков и т.п. и получения тетрахлорида титана как основного исходного материала для производства металлического титана. (Лучинский Г.П. Химия титана. Изд-во «Химия», М., 1971 г., с. 355-358).
Например, известна шахтная электропечь, имеющая стальной кожух и плотную шамотную или динасовую футеровку. В верхней части печи устроены герметизированное загрузочное отверстие и труба для удаления газообразных продуктов хлорирования в систему конденсации. В нижней части печи установлены фурмы для подачи в печь хлора. Также печь оборудована графитовыми электродами, через которые электрический ток подводится к угольной насадке, заполняющей нижнюю часть печи. Там же имеется отверстие для периодического выпуска жидких остатков от хлорирования.
К недостаткам данного устройства относятся обязательное мелкое дробление титанового сырья при подготовке шихты и усложненная конструкция шахтной электропечи, так как в результате химических реакций появляется высокотемпературный жидкий остаток от хлорирования.
Известен способ переработки титанового лома, (Патент РФ №2588976 МПК С22В 34/12), для осуществления которого применяют устройство, включающее кварцевый реактор в виде цилиндра с горизонтальной осью, нагревательное устройство, охватывающее кварцевый реактор снаружи, кварцевую лодочку с углеродным волокном, на котором размещен титановый лом, K титановому лому прикладывают потенциал от источника напряжения постоянного тока величиной более 6000 В. В кварцевом реакторе выполнены патрубки для подачи пара тетрахлорида углерода (CCl4) и отвода двухкомпонентного пара, состоящего из тетрахлорида титана (TiCl4) и избыточного ССl4 - Данное устройство по конструкции наиболее близко к заявляемой полезной модели и является ее прототипом.
К недостатку указанного устройства относится низкая интенсивность технологической реакции в результате неполного использования площадей контакта парообразного реагента с твердым титановым ломом, одной стороной примыкающим вплотную к углеродному волокну. Вследствие этого снижена производительность устройства. Кроме этого, усложнена конструкция нагревательного устройства за счет введения тепловой изоляции от окружающей среды.
Задача полезной модели заключается в устранении этих недостатков, а именно, исключение предварительного мелкого дробления титанового сырья для шихты, исключение появления жидкого высокотемпературного остатка от хлорирования, исключение малой производительности, связанной с ограниченной поверхностью контакта реагирующих фаз и тепловых потерь от нагревательного устройства.
Для достижения технического результата кварцевый реактор выполнен в виде цилиндра, установленного вертикально и имеющего днище и крышку. В днище по оси цилиндра выполнена глубокая выемка внутрь реактора, в которую помещено нагревательное устройство в виде теплоэлектронагревателя (ТЭНа). При таком размещении ТЭНа наиболее полно используется тепловая энергия и отпадает необходимость в устройстве тепловой изоляции ТЭНа. Кварцевый реактор оснащен впускным патрубком в нижней части реактора для подвода реагента ССl4 и осушенного воздуха для продувки, а в верхней части реактора - выпускным патрубком, для выпуска продуктов реакции (TiCl4+ССl4) и воздуха. На днище кварцевого реактора установлено кольцевое керамическое основание с радиальными горизонтально расположенными сквозными каналами в его стенке, соосными впускному патрубку. Кольцевое керамическое основание центрируется по оси реактора кольцевым приливом на днище кварцевого реактора изнутри и кольцевым пазом на нижнем торце кольцевого керамического основания. В отличие от прототипа устройство дополнительно оснащено цилиндрическим наружным электродом из то ко про водящего материала с подключением к нему одного из полюсов источника напряжения постоянного тока величиной более 6000 В. Этот электрод прикреплен к наружной поверхности кварцевого реактора. Он усиливает напряженность электростатического поля во взаимодействии с внутренним и расходным электродом, которым является титановый лом, помещенный в кольцевой контейнер, стенки которого выполнены из токопроводящего материала в виде цилиндрических сеток разного диаметра, расположенных коаксиально. Внутреннему расходному электроду передается заряд от второго полюса источника напряжения постоянного тока через токопроводящие углеродное волокно, съемный поддон кольцевого контейнера и его сетчатые стенки. Выполнение стенок кольцевого контейнера в виде сеток способствует увеличению поверхностной площади титанового лома, вступающего в реакцию с парами тетрахлорида углерода, тем самым, увеличивая производительность полезной модели. В верхней части кольцевого сетчатого контейнера смонтированы грузоподъемные петли. С нижней стороны поддона выполнен бордюр, предназначенный для центрирования кольцевого сетчатого контейнера на кольцевом керамическом основании.
Конструкция полезной модели показана на схеме, где изображены:
1 - внутренний расходный электрод (титановый лом). 2 - кольцевой сетчатый контейнер; 3 - кварцевый реактор; 4 - съемный поддон контейнера; 5 - съемная крышка реактора; 6 - грузоподъемная петля; 7 - кольцевое керамическое основание; 8 - радиальный сквозной канал в стенке керамического основания; 9 - впускной патрубок; 10 - кольцевой паз кольцевого керамического основания; 11 - кольцевой прилив на днище реактора; 12 - кольцевой бордюр поддона; 13 - уплотнительная прокладка; 14 - теплоэлектронагреватель (ТЭН); 15 - глубокая выемка в днище реактора; 16 - выпускной патрубок;. 17 - наружный цилиндрический электрод; 18 - углеродное волокно.
Работа устройства для переработки титанового лома заключается в следующем:
Титановый лом, который является одновременно и внутренним расходным электродом 1, загружают в кольцевой с сетчатыми стенками контейнер 2 вне кварцевого реактора 3. Перед этим к нижней части кольцевого сетчатого контейнера 2 прикрепляют съемный поддон 4. Убирают с кварцевого реактора 3 съемную крышку 5 и внешним грузоподъемным механизмом опускают груженый титановым ломом контейнер 2 в кварцевый реактор 3 за грузоподъемные петли 6, смонтированные на контейнере 2, устанавливая его на кольцевое керамическое основание 7, находящееся на днище реактора 3. В стенке кольцевого керамического основания 7 выполнены горизонтально расположенные радиальные сквозные каналы 8 на уровне впускного патрубка 9, которые способствуют быстрому и равномерному распределению пара тетрахорида углерода (ССЦ) со всех сторон кольцевого сетчатого контейнера 2. На нижнем торце кольцевого керамического основания 7 выполнен кольцевой паз 10, в которую входит кольцевой прилив 11 с внутренней стороны днища кварцевого реактора 3. Кольцевой сетчатый контейнер 2 центрируется на кольцевом керамическом основании 7 кольцевым бордюром 12, который выполнен с нижней стороны съемного поддона 4. Съемную Крышку 5 устанавливают сверху на кварцевый реактор 3, применяя уплотнительную прокладку 13 между ними.
Включают теплоэлектронагреватель (ТЭН) 14, расположенный внутри глубокой выемки 15 с наружной стороны днища кварцевого реактора 3. При достижении определенной температуры в кварцевый реактор 3 подают пар тетрахлорида углерода (ССl4) через впускной патрубок 9 и открывают вентиль на выпускном патрубке 16 для выхода продуктов реакции - двухкомпонентного пара тетрахлорида титана (TiCl4) и избыточного тетрахлорида углерода (ССl4). Далее подключают наружный цилиндрический электрод 17 к одному из полюсов источника напряжения постоянного тока, величиной более 6000 В, а к другому полюсу подключают внутренний расходный электрод 1 через токопроводящие углеродное волокно 18, съемный поддон 4 и сетчатые стенки контейнера 2. Выделяющийся в результате технологической реакции и отслаивающийся от титанового лома углерод частично улавливается съемным поддоном 4. По окончанию технологической операции окисления титана в титановом ломе, то есть во внутреннем расходном электроде 1, отключают напряжение от ТЭНа 14, а также от наружного цилиндрического электрода 17 и углеродного волокна. 18. Затем прекращают подачу пара ССl4 и сразу же продувают реактор осушенным воздухом, используя впускной патрубок 9 и выпускной 16. Убирают съемную крышку 5 и извлекают кольцевой сетчатый контейнер 2 из кварцевого реактора 3. Выгрузку выделившегося в результате реакции твердого углерода и остатков лома, освобожденного от титана, осуществляют снизу после отсоединения съемного поддона 4 от кольцевого сетчатого контейнера 2.
К положительной характеристике полезной модели следует отнести возможность переработки крупных кусков титанового лома, так как выделяющийся на поверхности титанового лома углерод представляет собой незащищенную пористую пленку, не препятствующую проникновению пара тетрахлорида углерода (ССl4) к титановому лому, и более полно осуществлять гетерогенную реакцию:
Ti тв + ССl4 пар → С тв + TiCl4 пар.

Claims (1)

  1. Устройство для переработки титанового лома, содержащее цилиндрический кварцевый реактор с впускным патрубком для подачи пара тетрахлорида углерода (CCl4) и выпускным патрубком для отвода двухкомпонентного пара в виде TiCl4+ССl4, нагревательное устройство, углеродное волокно для размещения на нем титанового лома с возможностью передачи потенциала к титановому лому через углеродное волокно от источника напряжения постоянного тока величиной более 6000 В, отличающееся тем, что оно содержит установленный на углеродное волокно кольцевой контейнер для размещения титанового лома, состоящий из стенок, выполненных в виде двух расположенных коаксиально цилиндрических сеток разного диаметра из токопроводящего материала, и прикрепленного к стенкам съемного поддона из токопроводящего материала с кольцевым бордюром нижней части, и оснащенный в верхней части грузоподъемными петлями, при этом цилиндрический кварцевый реактор установлен вертикально и выполнен с крышкой и днищем, с наружной стороны которого по оси цилиндрического кварцевого реактора выполнена выемка внутрь реактора для размещения нагревательного устройства, а с внутренней стороны выполнен кольцевой прилив, причем входной патрубок для подачи пара CCl4 расположен в нижней части кварцевого реактора, и к нему присоединен патрубок для продувочного осушенного воздуха, а выпускной патрубок для отвода двухкомпонентного пара в виде TiCl4+ССl4 расположен в верхней части реактора, и к нему врезан отвод для сброса продувочного воздуха, при этом на днище внутри кварцевого реактора размещено кольцевое керамическое основание с радиальными каналами в стенке на уровне впускного патрубка для подачи CCl4 и кольцевым пазом на нижнем торце, центрируемое по оси цилиндрического кварцевого реактора кольцевым приливом и кольцевым пазом, причем к наружной поверхности кварцевого реактора прикреплен наружный электрод в виде цилиндра из токопроводящего материала с возможностью подключения к нему одного из полюсов источника напряжения постоянного тока величиной более 6000 В.
RU2017124140U 2017-07-06 2017-07-06 Устройство для переработки титанового лома RU178489U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017124140U RU178489U1 (ru) 2017-07-06 2017-07-06 Устройство для переработки титанового лома

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017124140U RU178489U1 (ru) 2017-07-06 2017-07-06 Устройство для переработки титанового лома

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU178489U1 true RU178489U1 (ru) 2018-04-05

Family

ID=61867738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017124140U RU178489U1 (ru) 2017-07-06 2017-07-06 Устройство для переработки титанового лома

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU178489U1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU188674A1 (ru) *
GB2105696A (en) * 1981-09-12 1983-03-30 Kronos Titan Gmbh Process for the production of a nearly aluminum chloride-free titanium tetrachloride from titaniferous raw materials containing aluminum compounds
US5224986A (en) * 1990-07-25 1993-07-06 Mostert Gerhard J Procss for the recovery of titanium values
RU2588976C1 (ru) * 2014-12-04 2016-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Способ переработки титанового лома

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU188674A1 (ru) *
GB2105696A (en) * 1981-09-12 1983-03-30 Kronos Titan Gmbh Process for the production of a nearly aluminum chloride-free titanium tetrachloride from titaniferous raw materials containing aluminum compounds
US5224986A (en) * 1990-07-25 1993-07-06 Mostert Gerhard J Procss for the recovery of titanium values
RU2588976C1 (ru) * 2014-12-04 2016-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Способ переработки титанового лома

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0162155B1 (en) Production of titanium metal sponge and apparatus therefor
CN103882246B (zh) 一种真空炼镁装置及其方法
US3812620A (en) Apparatus and process for segregating and decomposing heterogeneous waste materials
UA74941C2 (en) A metal-thermal process for producing magnesium and vacuum induction furnace for realizing the same
KR102577347B1 (ko) 다단식 수직 흑연화로 시스템
CN101616867A (zh) 碳热法
CN203683634U (zh) 一种真空炼镁装置
RU178489U1 (ru) Устройство для переработки титанового лома
LU81330A1 (fr) Procede et installation pour la recuperation du fer,du zinc et du plomb contenus dans les poussieres et boues de hauts fourneaux,ainsi que de convertisseurs et de fours electriques d'acieries
CN219935354U (zh) 密闭高钛渣冶炼电炉的取样结构
CN102168185A (zh) 立式还原炉
CN202529962U (zh) 连续进料式油泥微波热处理装置
US20120247005A1 (en) METHOD AND REACTOR FOR PROCESSING BULK MATERIAL CONTAINING Li
CN117448573A (zh) 感应竖式还原炉及其工艺方法
US3721743A (en) An electric smelting furnace of the closed type
US2773750A (en) Furnace
CN202022963U (zh) 立式还原炉
KR101451404B1 (ko) 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치
RU2693800C1 (ru) Устройство для переработки отходов из резинотехнических и полимерных материалов
EP2319946B1 (en) Dezincing apparatus and dezincing method
Rajulu et al. Carbon dioxide (CO2) released in the electrochemical reduction of titanium dioxide (TiO2) to titanium metal
RU90779U1 (ru) Установка для получения пироуглерода
US2931719A (en) Process and apparatus for the production of metals by dissociation of their carbides
CN106957968B (zh) 一种冶炼镁金属的还原罐
CN206399181U (zh) 一种微波熔锡装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180707