專利名稱：制備金屬鋰用的還原反應罐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及冶金領域，特別是涉及制備金屬鋰用的還原反應罐。
俄羅斯專利No.2149911(1999年7月29日申請，發(fā)明公告公布于2000年5月25日第15期)提供了一種制備金屬鋰用的還原反應罐，該設備的單產(chǎn)生產(chǎn)能力小，而且影響金屬鋰蒸汽的逸出和產(chǎn)出率低，并且金屬不易流出下料口易堵。
本實用新型的目的在于提供一種制備金屬鋰用的還原反應罐，以便有效地將生產(chǎn)金屬鋰的真空熱還原法同金屬鋰的進一步提純工藝有機地結(jié)合在一起，實現(xiàn)金屬鋰的合成—還原和冷凝—凈化一體化，不僅得到高純金屬鋰，還可減少工藝環(huán)節(jié)，縮短流程，減少用人，操作簡單，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。
本實用新型的目的是通過如下技術方案來實現(xiàn)的制備金屬鋰用的還原反應罐由反應缸(1)、反應缸蓋(2)、籃筐(3)、帶孔的導氣管(4)、冷凝—凈化區(qū)冷卻水夾套(5)、冷凝—凈化區(qū)—除雜質(zhì)用冷卻水端蓋夾套(6)和液態(tài)金屬鋰收集器(7)組成，其中，還原反應罐為Γ式、立式或臥式，底部或一端為合成—還原區(qū)，上部或另一端為冷凝—凈化區(qū)；合成—還原區(qū)裝有反應缸(1)，為U形圓罐，圓罐外裝有加熱裝置(10)；U形的籃筐(3)置于反應缸(1)的底部或一端，并可從反應缸(1)上部或另一端的反應缸蓋(2)中進出；帶孔的導氣管(4)置于籃筐(3)的中部；冷凝—凈化區(qū)為圓筒，一端與反應缸(1)的頂部相連，冷凝—凈化區(qū)冷卻水夾套(5)位于圓筒的頂部或另一端的上部；冷凝—凈化區(qū)—除雜質(zhì)用冷卻水端蓋夾套(6)位于圓筒另一端的頂端；液態(tài)金屬鋰收集器(7)置于圓筒外，其與圓筒相連處的下料口帶有加熱裝置(8)，以保證液態(tài)金屬鋰不會凝固在下料口處。
上述方案中，Γ式或臥式還原反應罐的冷凝—凈化區(qū)的圓筒下半部分有保溫層(9)，上半部分(約上半部分的1/2面積)通入冷卻水循環(huán)，使金屬鋰蒸汽在內(nèi)壁遇冷，由氣態(tài)轉(zhuǎn)換成液態(tài)流向液態(tài)金屬鋰收集器(7)。
上述方案中，冷凝—凈化區(qū)的圓筒在下料口處呈凹形，便于液態(tài)金屬鋰流向下料口處。
上述方案中，冷凝—凈化區(qū)的圓筒與U形反應缸(1)的夾角為90°～180°。
本實用新型不僅限于制備金屬鋰，同樣適用于制備堿金屬、堿土金屬的真空熱還原過程。
在采用真空熱還原法生產(chǎn)金屬鋰時，將含鋰的氧化物、含鋁的氧化物和還原劑進行混合，然后壓球，將上述爐料裝入籃筐(3)內(nèi)，籃筐(3)裝入反應缸(1)內(nèi)，然后蓋上反應缸蓋(2)，啟動真空系統(tǒng)，將反應缸(1)的溫度調(diào)整到規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，開始進行鋰、鋁氧化物的合成及與還原劑的真空熱還原反應，在規(guī)定的時間內(nèi)還原得出的金屬鋰呈氣態(tài)逸出，順著帶孔的導氣管(4)流向冷凝—凈化區(qū)，該區(qū)上半部分1/2區(qū)設有冷凝—凈化區(qū)冷卻水夾套(5)，該區(qū)下半部分設有保溫層(9)，使該區(qū)的溫度控制在250～650℃之間，使金屬鋰蒸汽冷凝成液態(tài)金屬鋰，流入液態(tài)金屬鋰收集器(7)。同時在冷凝—凈化區(qū)端頭設計有K、Na凈化室，通過端蓋的冷凝—凈化區(qū)—除雜質(zhì)用冷卻水端蓋夾套(6)控制端蓋內(nèi)壁溫度在95℃以下，使還原過程隨金屬鋰蒸汽一起兔出的K、Na蒸汽，在此處冷凝結(jié)晶在端蓋內(nèi)壁上，以有效的去除K、Na雜質(zhì)，保證副產(chǎn)物循環(huán)使用。上述規(guī)定的溫度為650～1250℃。
本實用新型可有效地將生產(chǎn)金屬鋰的真空熱還原法同金屬鋰的進一步提純工藝有機地結(jié)合在一起，實現(xiàn)了金屬鋰的合成—還原和冷凝—凈化一體化，不僅得到高純金屬鋰，還可減少工藝環(huán)節(jié)，縮短流程，減少用人，操作簡單，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。
本實用新型的裝置每次能生產(chǎn)出5～10千克金屬鋰，且產(chǎn)品質(zhì)量達到鋰—1標準以上，產(chǎn)品成本低于氯化鋰電解法生產(chǎn)成本，而且沒有氯氣對環(huán)境的污染。
以下結(jié)合附圖進一步詳述本實用新型，但本實用新型不僅限于附圖所示實施例。


圖1是本實用新型的Γ式還原反應罐的示意圖。
圖2是本實用新型的臥式還原反應罐的示意圖。
圖3是本實用新型的立式還原反應罐的示意圖。
圖1、圖2和圖3中，1.反應缸，2.反應缸蓋，3.籃筐，4.帶孔的導氣管，5，冷凝—凈化區(qū)冷卻水夾套6.冷凝—凈化區(qū)—除雜質(zhì)用冷卻水端蓋夾套；7.液態(tài)金屬鋰收集器，8.加熱裝置，9.保溫層，10.加熱裝置。
圖1中，制備金屬鋰用的還原反應罐由反應缸1、反應缸蓋2、籃筐3、帶孔的導氣管4冷凝—凈化區(qū)冷卻水夾套、5、冷凝—凈化區(qū)—除雜質(zhì)用冷卻水端蓋夾套6和液態(tài)金屬鋰收集器7組成，其中，還原反應罐為Γ式，底部為合成—還原區(qū)，上部為冷凝—凈化區(qū)；合成—還原區(qū)裝有反應缸1，為U形圓罐，圓罐外裝有加熱裝置10；U形的籃筐3置于反應缸1的底部，并可從反應缸1上部的反應缸蓋2中進出；帶孔的導氣管4置于籃筐3的中部；冷凝—凈化區(qū)為橫置的圓筒，一端與反應缸1的頂部相連，冷凝—凈化區(qū)冷卻水夾套5位于圓筒另一端的上部，圓筒上半部分(約上半部分的1/2面積)通入冷卻水循環(huán)，下半部分有保溫層9；冷凝—凈化區(qū)—除雜質(zhì)用冷卻水端蓋夾套6位于圓筒另一端的頂端；液態(tài)金屬鋰收集器7置于圓筒外，其與圓筒相連處的下料口帶有加熱裝置8，以保證液態(tài)金屬鋰不會凝固在下料口處；冷凝—凈化區(qū)的圓筒在下料口處呈凹形，便于液態(tài)金屬鋰流向下料口處。
圖2中，制備金屬鋰用的還原反應罐為臥式，一端為合成一還原區(qū)，另一端為冷凝—凈化區(qū)；合成—還原區(qū)裝有反應缸(1)，為橫置的U形圓罐，圓罐外裝有加熱裝置10；橫置的U形籃筐3置于反應缸1的一端，并可從反應缸1另一端的反應缸蓋2中進出；帶孔的導氣管4置于籃筐3的上中部；冷凝—凈化區(qū)為橫置的圓筒，一端與反應缸1相連，冷凝—凈化區(qū)冷卻水夾套5位于圓筒的另一端的上部，圓筒上半部分(約上半部分的1/2面積)通入冷卻水循環(huán)，下半部分有保溫層9；冷凝—凈化區(qū)—除雜質(zhì)用冷卻水端蓋夾套6位于圓筒另一端的頂端；液態(tài)金屬鋰收集器7置于圓筒外，其與圓筒相連處的下料口帶有加熱裝置8，以保證液態(tài)金屬鋰不會凝固在下料口處，冷凝—凈化區(qū)的圓筒在下料口處呈凹形，便于液態(tài)金屬鋰流向下料口處。
圖3中，制備金屬鋰用的還原反應罐為立式，底部為合成—還原區(qū)，上部為冷凝—凈化區(qū)；合成—還原區(qū)裝有反應缸1，為U形圓罐，圓罐外裝有加熱裝置10；U形的籃筐3置于反應缸1的底部，并可從反應缸1上面的反應缸蓋2中進出；帶孔的導氣管4置于籃筐3的中部；冷凝—凈化區(qū)為立置的圓筒，一端與反應缸1的頂部相連，冷凝—凈化區(qū)冷卻水夾套5位于圓筒的上部，圓筒的下部有保溫層9；冷凝—凈化區(qū)—除雜質(zhì)用冷卻水端蓋夾套6位于圓筒另一端的反應缸蓋2上；液態(tài)金屬鋰收集器7置于圓筒外，其與圓筒相連處的下料口帶有加熱裝置8，以保證液態(tài)金屬鋰不會凝固在下料口處；冷凝—凈化區(qū)的圓筒底在下料口處呈凹形，便于液態(tài)金屬鋰流向下料口處。
權利要求1.制備金屬鋰用的還原反應罐，其特征在于由反應缸(1)、反應缸蓋(2)、籃筐(3)、帶孔的導氣管(4)、冷凝—凈化區(qū)冷卻水夾套(5)、冷凝—凈化區(qū)—除雜質(zhì)用冷卻水端蓋夾套(6)和液態(tài)金屬鋰收集器(7)組成，其中，還原反應罐為Γ式、立式或臥式，底部或一端為合成—還原區(qū)，上部或另一端為冷凝—凈化區(qū)；合成—還原區(qū)裝有反應缸(1)，為U形圓罐，圓罐外裝有加熱裝置(10)；U形的籃筐(3)置于反應缸(1)的底部或一端，并可從反應缸(1)上部或另一端的反應缸蓋(2)中進出；帶孔的導氣管(4)置于籃筐(3)的中部；冷凝—凈化區(qū)為圓筒，一端與反應缸(1)的頂部相連，冷凝—凈化區(qū)冷卻水夾套(5)位于圓筒的頂部或另一端的上部；冷凝—凈化區(qū)—除雜質(zhì)用冷卻水端蓋夾套(6)位于圓筒另一端的頂端；液態(tài)金屬鋰收集器(7)置于圓筒外，其與圓筒相連處的下料口帶有加熱裝置(8)。
2.根據(jù)權利要求1所述的制備金屬鋰用的還原反應罐，其特征在于Γ式或臥式還原反應罐的冷凝—凈化區(qū)的圓筒下半部分有保溫層(9)，上半部分(約上半部分的1/2面積)通入冷卻水循環(huán)，使金屬鋰蒸汽在內(nèi)壁遇冷，由氣態(tài)轉(zhuǎn)換成液態(tài)流向液態(tài)金屬鋰收集器(7)。
3.根據(jù)權利要求1所述的制備金屬鋰用的還原反應罐，其特征在于冷凝—凈化區(qū)的圓筒在下料口處呈凹形，便于液態(tài)金屬鋰流向下料口處。
4.根據(jù)權利要求1所述的制備金屬鋰用的還原反應罐，其特征在于冷凝—凈化區(qū)的圓筒與U形反應缸(1)的夾角為90°～180°。
5.根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的制備金屬鋰用的還原反應罐，其特征在于不僅限于制備金屬鋰，同樣適用于制備堿金屬、堿土金屬的真空熱還原過程。
專利摘要本實用新型屬于制備金屬鋰用的還原反應罐,為Г式、立式或臥式,底部或一端為合成－還原區(qū),上部或另一端為冷凝－凈化區(qū);合成－還原區(qū)裝有反應缸、籃筐、帶孔的導氣管;冷凝－凈化區(qū)為圓筒,一端與反應缸相連,裝有冷凝－凈化區(qū)冷卻水夾套、冷凝－凈化區(qū)－除雜質(zhì)用冷卻水端蓋夾套、液態(tài)金屬鋰收集器。實現(xiàn)了金屬鋰的合成－還原和冷凝－凈化－體化,可得到高純金屬鋰,減少工藝環(huán)節(jié),操作簡單,降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率。
文檔編號C22B26/12GK2476562SQ0121466
公開日2002年2月13日 申請日期2001年4月9日 優(yōu)先權日2001年4月9日
發(fā)明者趙國光 申請人:趙國光