Способ сепарации титансодержащей реакционной массы

 

Изобретение относится к сепарации титансодержащей реакционной массы путем нагрева блока реакционной массы, вакуумирования аппарата до остаточного давления 0,02 мм рт.ст., высокотемпературной выдержкой блока реакционной массы при 980 - 1000^oC. Сущность изобретения: вакуумирование ведут при достижении температуры блока 850 - 900^oC до остаточного давления 5 - 65 мм рт. ст. с последующим нагревом блока реакционной массы в указанном интервале давлений до температуры 980 - 1000^oC и при достижении этой температуры продолжают вакуумирование аппарата. 1 табл.

Изобретение относится к производству губчатого титана магниетермическим методом и может быть использовано для вакуумной сепарации магниетермической реакционной массы.

Известен способ сепарации, основанный на нагреве и высокотемпературной выдержке блока реакционной массы в вакууме [1] В этом способе одновременно с нагревом блока реакционной массы производят вакуумирование аппарата сепарации вакуумным насосом предварительного разрежения до остаточного давления 0,2 0,4 мм рт.ст. а затем в течение высокотемпературной выдержки откачку аппарата ведут бустерным насосом до остаточного давления в аппарате 0,02 мм рт. ст. Недостаток данного способа состоит в том, что на стадии высокотемпературной выдержки не обеспечивается нагрев блока реакционной массы до максимальной температуры, в результате чего увеличивается время испарения магния и хлористого магния и снижается производительность процесса.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ сепарации титансодержащей реакционной массы, включающий нагрев блока реакционной массы, вакуумирование аппарата до остаточного давления 0,02 мм рт. ст. и высокотемпературную выдержку блока реакционной массы при 980 1000^oC [2] Увеличение производительности процесса в данном способе достигается за счет повышения температуры выдержки блока реакционной массы до 980 1000^oC. Недостаток известного способа состоит в том, что не позволяет сократить время нагрева блока реакционной массы до температуры 980 - 1000^oC и увеличить скорость испарения из его центральной части магния и хлористого магния. Непрерывное вакуумирование аппарата приводит к интенсивному испарению из блока реакционной массы магния и хлористого магния и переносу их парами в конденсатор большого количества тепла, вследствие чего температура центральной части блока снижается до 650 670^oC. Это приводит к увеличению времени высокотемпературной выдержки и снижению производительности процесса.

Цель изобретения является повышение производительности процесса сепарации за счет сокращения времени высокотемпературной выдержки.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем нагрев блока реакционной массы, вакуумирование аппарата до остаточного давления 0,02 мм рт.ст. высокотемпературную выдержку блока реакционной массы при 980 1000^oC, вакуумирование ведут при достижении температуры блока 850 900^oC до остаточного давления 5 65 мм рт.ст. с последующим нагревом блока реакционной массы в указанном интервале давлений до температуры 980 1000^oC и при достижении этой температуры продолжают вакуумирование аппарата. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что вакуумирование ведут при достижении температуры блока 850 900^oC до остаточного давления 5 - 65 мм рт. ст. с последующим нагревом блока реакционной массы в указанном интервале давлений до температуры 980 1000^oC и при достижении этой температуры продолжают вакуумирование аппарата. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию "новизна". При изучении известных технических решений в данной и других областях техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не выявлены, и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

Опытно-промышленные испытания способа проводили на промышленных аппаратах сепарации диаметров 1,2 м. Вакуумирование аппарата производили при достижении температуры блока 850 900^oC до остаточного давления 5 65 мм рт.ст. При достижении величины остаточного давления в указанном интервале отключали вакуумную систему и нагревали блок реакционной массы до температуры 980 - 1000^oC. При достижении этой температуры продолжали вакуумирование аппарата до остаточного давления 0,02 мм рт.ст. Температура стенки аппарата сепарации поддерживалась на уровне 1000^oC. Результаты опытно-промышленных испытаний приведены в таблице: Отключение вакуумной системы при остаточном давлении в аппарате, превышающем 65 мм рт.ст. нецелесообразно, т.к. при таких давлениях замедляется скорость испарения летучих компонентов. При этом за время нагрева блока реакционной массы до 980 1000^oC испаряется незначительное количество магния и хлористого магния, что ведет к увеличению времени высокотемпературной выдержки и снижению производительности процесса.

Отключение вакуумной системы при снижении остаточного давления в аппарате менее 5 мм рт.ст. приводит к интенсивному испарению из блока реакционной массы магния и хлористого магния и переносу их парами в конденсатор значительного количества тепла. При этом центральная часть блока охлаждается до температуры 650 670^oC, что увеличивает время нагрева блока до 980 1000^oC и снижает скорость испарения летучих компонентов, в результате чего увеличивается время высокотемпературной выдержки и снижается производительность процесса.

Отключение вакуумной системы в интервале давлений 5 65 мм рт.ст. обеспечивает одновременно с нагревом блока реакционной массы до 980 - 1000^oC испарение основного количества магния и хлористого магния, что позволяет сократить время высокотемпературной выдержки и повысить производительность процесса.

Внедрение предлагаемого способа в масштабах одного металлургического цеха позволит получить экономический эффект около 100 тыс. рублей в год за счет повышения производительности процесса.

Формула изобретения

Способ сепарации титансодержащей реакционной массы, включающий нагрев блока реакционной массы, вакуумирование аппарата до остаточного давления 0,02 мм рт.ст. высокотемпературную выдержку блока реакционной массы при 980 1000^oС, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса за счет сокращения времени высокотемпературной выдержки, вакуумирование ведут по достижении температуры блока 850 900^oС до остаточного давления 5 65 мм рт.ст. с последующим нагревом блока реакционной массы в указанном интервале давлений до температуры 980 1OOO^oC и по достижении этой температуры продолжают вакуумирование аппарата.

РИСУНКИ

Рисунок 1