Способ нагрева паров хлоридов металлов

ОП ИСАНИЕИЗОЬРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицеских Реслублик(51) М. Кл,1 т.) 1/06 офарстееиный комете СССР оо делам изооретений и открытий) СПОСОБ НАГРЕВА ПАРОВ ХЛОРИДОВ МЕТАЛЛОВ Изобретение относится к способам нагрева паров хлоридов металлов и может быть использовано в различных химико-металлургических процессах, связанных с применением паров хлоридов металлов, в част- . ности при их парофазном окислении.Известен способ нагрева материалов, включающий пропускание электрического тока через насадку из токопроводящего вещества, разбавленного рудой, кварцем и другими минералами с меньшей электропроводностью (1.Недостаток способа при его использовании для нагрева хлоридов металлов состоит в сложности и длительности процесса.Известен способ нагрева паров тетрахлорида титана, включающий их пропускание через электротермический слой кипягцих частиц (2.Однако проведение процесса при разрежении, приводит к выделению хлоридов в атмосферу.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и получаемому результату является способ нагрева хлоридов в шахтной электропечи путем их пропускания через углеграфитовую насадку, нагретую электрическим током. Хлориды при контакте с насадкой нагреваются до заданных температур 800 - 1000 С (3.Недостаток этого способа заключается в невозможности регулирования электрическим сопротивлением насадки, что приводит к нарушению согласования электрических параметров нагревателя с параметрами источника электропитания.Цель изобретения - обеспечение возможности регулирования электрического сопротивления насадки.Это достигается благодаря тому, что в насадку дополнительно вводят окислы металлов путем пропускания через нее исходных паров хлоридов металлов в смеси с кислородом, воздухом или водяным паром.Пример. Нагрев четыреххлористого титана осуществляют в нагревателе типа шахтной электропечи, имеющей внутренний диаметр 850 мм и расстояние между электродами 2700 мм. Печь заполняют углеграфитовой насадкой, состоящей из кусков круп. постыл 50 - 100 мм. Электропитание нагревателя осуществляют от трансформатора709538 Формула изобретения Составитель В. Нечипоренко Редактор Н. Козлова Техред К. Шуфрич Корректор В. Синицкая Тираж 565 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал П П П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4ОС 3-250, рассчитанного на максимальное выходное напряжение 71 В и силу тока 3,5 кА, Обычно трансформатор работает на напряжении 50 - 55 В, при этом через него проходит ток силой 3,5 кА. Общее сопротивление нагревателя составляет 0,015 ом, удельное сопротивление насадки 3140 -- .А При указанных параметрах в нагревателе нагревается 900 кг Т 1 С 4 в час до 950 - 1050 С. После очередного профилактического ремонта нагревателя, сопровождавшегося заменой части футеровки, выгрузкой и обратной загрузкой насадки, нагреватель хлоридов ставят под нагрузку. При этом об 1 цее сопротивление его оказалось 0,010 ом (уд. электросопротивление насадки 2100 в "1,ом,ива т. е, меньше допустимого по условиям согласования с трансформатором. При этом максимально возможный ток протекает через нагреватель не при 55, как обычно, а при 35 В и максимально возможная мощность составляет всего 122 кВт, вместо требуемых 180 - 200 кВт.Для увеличения сопротивления насадкиочерез разогретый до 900 - 1000 С аппарат в течение 2 ч пропускают смесь небольших количеств воздуха и четыреххлористого титана.В результате окисления четыреххлористого титана на поверхности насадки, сопротивление последней постепенно повышается пока не достигает 0,016 см.Затем подачу воздуха прекращают, а подачу четыреххлористого титана на нагрев доводят до нормальной по технологическому режиму (900 кг/ч).После этого нагреватель эксплуатируется нормально:ток силой 3,5 кА протекает при напряжении 55 В, мощность нагревателя составляла 180 - 190 кВт. Четыреххлористый титан нагревается стабильно до 960 -1050 С.Таким образом, применение предлагаемого способа обеспечивает возможность регулирования электрическим сопротивлением насадки и, тем самым, позволяет добиться согласования электрических параметров нагревателя с параметрами источника питания.Изменение сопротивления насадки легкои непрерывно контролируется по изменению силы тока, протекающего через электро- печь при постоянном напряжении. По мере работы печи сопротивление ее может постепенно падать из-за постепенного хлорирования окислов, осажденных на насадке.В этом случае для корректировки сопротивления подачу кислорода, воздуха или пара можно повторить. В случаях же, когда необходимо уменьшить сопротивление, в 1 в электропечь подают некоторое количествохлора. При этом коислы (в присутствии углерода, т. е. насадки) легко хлорируются и сопротивление насадки уменьшается. Способ нагрева паров хлоридов металлов, заключающийся в пропускании их через нагретую электрическим током насадку из электропроводящего материала, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования электрического сопротивления насадки, в нее дополнительно вводят окислы металлов путем пропускаЗ 6 ния через насадку исходных паров хлоридов металлов в смеси с кислородом, воздухом или водяным паром.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Струнский Б. М, Руднотермическиепечи. Металлургия, 1972, с. 48.2. Авторское свидетельство СССР324831, кл. С 01 Ст 13.02.69.3. Сергеев В. В. и др. Металлургия титана. М., Металлургиздат, 1971, с. 78 (про тотип).