Способ получения металлов металлотермическим восстановлением - SU462338A3

Описание

Изоб| етение относится к области металлургии .

Известен снособ нолучения металлов металлотермическим воссгановлением их галотенидов ири температуре выше температуры илавлеиия получаемого металла с введеппем исходных веществ с необходимым для поддержаиия температуры процесса теплосодержанием , с образованием расплава галогенида металла-восставювителя и непрерывным выводом продуктов.

Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что восстановление проводят в закрытом реакционном пространстве , а галогеннд восстанавливаемого металла п металл-восстановнтель подают под раснлав галогенида металла-восстановнтеля.

Это отличие позволяет повысить выход и степепь чистоты металла.

Сущность способа заключается в следующем .

Галогенид восстанавливаемого металла н металл-восстановитель вводят в закрытый реактор с необходимым теплосодержанием и в таком количестве, чтобы обеспечить температуру процесса выше температуры плавле1П1Я получаемого . металла. Так как реактор закрыт, то образующийся галогеннд металлавосстановителя , нагретый выше своей температуры иснареиия, может образовываться в

газообразном состоянии до тех пор, пока давление пара не достигнет конденснрующего давления, соответствующего температуре восстановления . В этот момент образуется галогеиид металла-восстановителя только в жидком состоянии, вследствие чего восстановление проводят при давлеиин на)а образующегося расплава галогеннда металла-восстаповителя , к которому добавляются давлепне пара металлического расплава н дав.ченне газа,

0 введенного в реактор, например аргона. Вследствие большого родства металла-восстановителя и галогенов н нри существующем давлении нара нарцнальное давление субгалогенидов в нространстве над жндкостью расплава очень мало, из-за чего расплав галогенида состоит практнческп только из галогенида металла-восстановителя. После установления равновесия паров оио остается по0 стоянным, н пар нз реактора не удаляется.

Галогеннд металла, введенный в реактор, количественно превращается в металл.

Пример 1. Закрытый реактор емкостью 2 л с двойнымн стенками из стали несколько

5 раз обезгаживают, заполняют аргоном н затем откачивают. Нижняя часть реактора высотой 300 мм покрыта слоем магниевой ншииели. В эту нижнюю часть реактора через тангенциально расположенные графитовые трубы

0 вводят жидкий горячий магний в количестве 102 кг/час при температуре 700° С и горячий пар тетрахлорида титана в количестве 46 при температуре 220° С. При этом устанавливается температура реакции 1500° С. Титап образуется в твердом виде, а хлорид магпия - в виде паров. Так как пары хлорида магния пе могут улетучпваться, давление в реакторе растет до тех иор, пока парциальное давление наров хлорида магипя не достигнет 5 атм, после чего образуется только жидкий хлорнд магиня н температура реакции возрастает до 1730°С. Прн этом тнтап расплавляется и с этого момента образуется только жидкнй титан. Жидкий хлорид магния образует слой, расположеипый над жндкнм титаном. Через двойпые стенки боковой поверхности , диа и крышки пропускают .колодную воду для образовапия твердого слоя хлорида магния толщииой 7-8 мм па степках и слоя титана толщииой 4-5 мм в нижней части реактора. Жидкий хлорнд .магния со скоростью 400 кг/час выводят через графитовую трубу, расиоложеииую выше обшивки из шпинели . Жидкий титан со скоростью 100 кг/час выводят через охлажденную графитовую трубу из дна реактора. Жидкий титан можно удалять неирерывио (в внде пити-каната), сливать в токе аргопа или в вакууме в охлаждаемый водой кокиль с иол}чепнем титаиовых блоков любой формы и величины. Пример 2. В реактор, как в примере 1, со стальным корпусом, нижняя часть которого облицована шамотом, без фланца, емкостью 150 л, загружают 280 кг алюминиевой крупы, затем его закрывают н в течение 1 час добавляют 3440 кг расплавлеиного бромида циика, нагретого до 425°С. Темнература реакции повышается до 500° С и все время поддерживается на этом уровне. Так как выделяющаяся теплота реакции составляет только 900 кка.т/час, достаточно естественного охлаждения окружающей атмосферы. В реакторе при 500°С устанавливается давление паров, равное 45 атм, и образуются два слоя: нижний нредставляет собой жидкий цинк, верхний - жидкий АЬВгб. Закрытый реактор охлаждают, вскрывают нижиюю часть и выгружают Ц1ижовый блок весом 1 т. Способ позволяет осуществлять процесс со 100%-ным выходом металла. Применим ои также для фторидов и йодидов, например бериллия , хро.ма, гафния, иридия, .марганца, молибдена, ниобия, таитала, тория и циркония . Предмет и з о б р е т е н и я Способ нолучения металлов металлотермнческим восстановлением их галогеиидов при температуре выше температуры плавлеиия получаемого металла с введением нсходпых веществ с необходимым для ноддержания температуры процесса тенлосодержаиием, с образованием расплава галогенида металлавосстановителя и непрерывным выводом продуктов , отличающийся тем, что, с целью повышения выхода н степени чистоты металла, восстановленне проводят в закрытом реакционном пространстве, а галогеннд восстанавливаемого металла и металл-восстановитель нодают под расплав галогенида металла-восстановителя .

Реферат

Формула