1.本发明涉及海绵钛生产领域，具体而言，涉及一种电解粗镁精炼装置及工艺。
背景技术：2.在全流程海绵钛生产工艺中，电解工段为海绵钛生产提供原料液镁，通常电解槽得到液镁需要经过一道精炼工序得到精镁，精镁再送往到还原蒸馏工段用于生产海绵钛，因此精炼工序对海绵钛生产的质量有着重要的影响。
3.传统的皮江法生产工艺粗镁精炼一般都是采用二号熔剂做为精炼剂进行精炼，通过二号熔剂加入到粗镁中造渣将液镁中杂质去除。这种方法能将粗镁中的非金属氧化物可以有效去除，由于生产工艺的差别，电解法所生产的粗镁较为纯净，内部的杂质是以粗镁转运过程中从电解槽带来的电解质为主，电解质与镁的润湿角较大，密度也不同一般通过静置即可实现两者分离，因此传统的做法是将电解粗镁静置精炼一段时间待粗镁中的电解质沉降分离得到精镁。现有技术中公开号为cn201241185y的专利公开了一种电解精炼镁的抽取装置，包括抽镁架、抽镁管、弹簧等组成，所述抽镁管穿过抽镁架上的孔设在抽镁架上，在其上部设有弹簧。该装置为长、短两套，一套的抽镁管的末端应能插入到坩锅底以上20cm-35cm处，另一套抽镁管的长度应比前一套的短40cm-50cm。将抽镁架放到大盖上，抽镁管穿过大盖上的孔插入至精镁坩锅内，利用长、短抽镁管的不同长度在坩锅中的深度差抽镁。但是在实际操作过程中通过该上述方式或者采用虹吸管吸镁方式从精炼炉中抽镁时，不可避免会将部分电解质带走，电解质一旦带入到还蒸工序会对海绵钛造成污染。
技术实现要素：4.有鉴于此，本发明旨在提出一种电解粗镁精炼装置及工艺，以解决现有技术中精炼镁时不能有效去除电解质杂质的问题。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种电解粗镁精炼装置，包括外筒和内筒，所述内筒设置在所述外筒内部，所述外筒内部和内筒内部隔绝，所述外筒内部形成粗镁精炼区，所述内筒内部形成精镁储存区，在所述内筒上设置有连通管，所述连通管两端连通所述内筒和所述外筒，所述外筒和内筒上均连接有压力调节装置，通过控制所述外筒和内筒内部的压差将精镁从粗镁精炼区通过所述连通管转移到精镁储存区。
7.进一步的，所述连通管的长度根据所述外筒的直径、内筒的直径以及所述内筒的高度设置，所述连通管的下端高于所述内筒底部所在平面。
8.进一步的，在所述外筒顶部设置外筒盖，所述外筒盖与所述外筒通过法兰连接形成密闭腔体，所述内筒靠近顶部的位置与所述外筒盖固定连接。
9.进一步的，在所述外筒内部还设置有排渣管，所述排渣管一端伸入至所述外筒内部接近底部的位置，所述排渣管的顶端穿过所述外筒盖向外伸出，所述排渣管用于将所述外筒内部的电解质精炼渣排出至所述外筒外部。
10.进一步的，在所述外筒上还设置有加镁口，所述加镁口与外界加料装置连通。
11.进一步的，所述加镁口设置在所述外筒的顶部或靠近顶部的位置，或所述加镁口设置在所述外筒盖上。
12.进一步的，在所述内筒的顶部设置内筒盖，所述内筒盖与所述内筒通过法兰连接组成一个密闭腔体，所述腔体内形成精镁储存区。
13.进一步的，在所述内筒内部设置有出镁管，所述出镁管一端伸入至所述内筒内部接近底部的位置，所述出镁管的顶端穿过所述内筒盖向外伸出。
14.进一步的，在所述外筒盖上还连接有压力表、冲氩口、泄压口、液位计，压力表用于检测腔体内部压力，冲氩口和泄压口用于调节压力控制物料流动，液位计用于检测内部液位。
15.相对于现有技术，本发明所述的电解粗镁精炼装置具有以下优势：
16.外筒和内筒的设置将精炼坩埚分为两个腔体，使得在外筒内部精炼后的上层经过连通管进入精镁储存区，同时又能避免外筒底部的电解渣进入内筒内部，将粗镁与精镁彻底分开，有效分离去除电解精镁中的电解质杂质，避免镁中杂质进入到下游还蒸工序污染海绵钛，有效避免粗镁与精镁混合污染精镁。
17.本发明还提供了一种电解粗镁精炼工艺，使用申述所述的电解粗镁精炼装置，所述电解粗镁精炼工艺包括以下步骤：
18.在粗镁精炼区加入粗镁，粗镁的加入量不超过连通管上端口的下沿，加完粗镁后进行精炼，待外筒内的粗镁变为精镁后，静置；
19.控制外筒内部的压力大于内筒内部压力，使得已经生产好的精镁经过连通管转入到内筒内，当外筒内液镁液位降至连通管的下端口以下的液位时，转液自动结束；
20.通过控制整体外筒和内筒两个筒内的压力均高于大气压将内筒内的精镁外排到物料抬包中。
21.所述电解粗镁精炼工艺与上述电解粗镁精炼装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
22.图1为本发明实施例所述的电解粗镁精炼装置结构示意图；
23.图2为本发明实施例所述的电解粗镁精炼工艺示意图。
24.附图标记说明：
25.1-外筒，2-内筒，3-外筒盖，4-内筒盖，5-排渣管，6-出镁管，7-加镁口，8-连通管，10-粗镁精炼区，11-电解渣区，20-精镁储存区
具体实施方式
26.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。其中，术语“连接”可以是直接连接或间接连接，术语“在
…
上”是指由
…
元件直接支撑，或由通过集成到该元件中或由该元件支撑的另一元件的该元件间接支撑。
27.如图1所示，本实施例提供了一种电解粗镁精炼装置，包括外筒1和内筒2，内筒2设
置在外筒1内部，外筒1内部和内筒2内部隔绝，外筒1内部形成粗镁精炼区10，内筒2内部形成精镁储存区20，在内筒2上设置有连通管8，连通管8两端连通内筒2和外筒1，外筒1和内筒2上均连接有压力调节装置，通过控制外筒1和内筒2内部的压差将精镁从粗镁精炼区通过连通管8转移到精镁储存区。外筒1和内筒2的设置将精炼坩埚分为两个腔体，使得在外筒1内部精炼后的上层镁液经过连通管进入精镁储存区，同时又能避免外筒1底部电解渣区11的电解渣进入内筒2内部，将粗镁与精镁彻底分开，有效分离去除电解精镁中的电解质杂质，避免镁中杂质进入到下游还蒸工序污染海绵钛，有效避免粗镁与精镁混合污染精镁。
28.具体的，在内筒2的侧壁靠近上部的位置有液镁进口，连通管8连接在液镁进口上，外筒1内产生的液镁通过连通管8和液镁进口流入内筒2内部。连通管8的长度根据外筒和内筒的直径以及内筒2的高度设置，连通管8的下端高于内筒2底部所在平面，避免外筒1内部的电解渣进入内筒2内部。优选的，由内筒2的底部向上部的方向来看，连通管8的下端设置在内筒2高度的三分之一到二分之一之间。连通管8的上端即内筒2上的液镁进口设置在在内筒2高度的60％～90％之间。
29.具体的，假设外筒1的直径为d，内筒2的直径为d，内筒2的高度为h，连通管长度为l，具体关系为：
[0030][0031]
避免连通管8下端口过低导致外筒1内部的电解渣进入内筒2内部，又能防止连通管8过高导致上层精镁液不易进入内筒2内部。并且，本发明通外筒1和内筒2直径以及内筒高度的设置，同时结合内外筒上的压力调节装置使得内外筒之间形成自然的压差，从而使得外筒1中的上层镁液自然进入内筒2内部，不需要在连通管上设置额外的抽吸装置或者阀门，即可实现连通管的通断。
[0032]
内筒2设置在外筒1靠近上部的位置，内筒2的下部与外筒1的底部之间设置较大空间，充分容纳电解渣，防止电解渣进入内筒2内部。
[0033]
在外筒1顶部设置外筒盖3，外筒3盖与外筒1通过法兰连接形成密闭腔体，内筒2靠近顶部的位置与外筒盖3固定连接，实现对内筒的支撑固定作用。在外筒1内部还设置有排渣管5，排渣管5一端伸入至外筒1内部接近底部的位置，排渣管5的顶端穿过外筒盖3向外伸出，排渣管5用于将外筒1内部电解渣区11的电解质精炼渣排出至外筒1外部。
[0034]
进一步的，在外筒1上还设置有加镁口7，加镁口7与外界加料装置连通，可以通过加镁口7向外筒1内部添加补充粗镁。优选的，加镁口7设置在外筒1的顶部或靠近顶部的位置，例如可以将加镁口7设置在外筒盖3上且远离排渣管5的一侧。
[0035]
在内筒2的顶部设置内筒盖4，内筒盖4与内筒2通过法兰连接组成一个密闭腔体，腔体内形成精镁储存区。在内筒2内部设置有出镁管6，出镁管6一端伸入至内筒2内部接近底部的位置，出镁管6的顶端穿过内筒盖4向外伸出，当精镁储存区的精镁液位达到一定高度后，出镁管6用于将精镁液排出收集。
[0036]
进一步的，在本实施例中，在外筒盖3和内筒盖4上还设置有压力表、冲氩口、泄压口、液位计，压力表用于检测腔体内部压力，冲氩口和泄压口、用于调节压力控制物料流动，液位计用于检测内部液位。
[0037]
更进一步的，本实施例中内筒盖4的顶部高于外筒盖3的顶部，使得出镁管6的顶部
高于排渣管5的顶部，避免出镁管6和排渣管5二者产生干扰。
[0038]
作为本发明实施例的一部分，还提供了一种电解粗镁精炼工艺，如图2所示，使用上述所述的电解粗镁精炼装置，所述电解粗镁精炼工艺包括以下步骤：
[0039]
第一阶段，在粗镁精炼区加入一定量的粗镁，粗镁的加入量通过液位计检测以不超过连通管8上端口的下沿为宜，如图2中左侧示意图所示。加完粗镁后进行精炼，待精炼区的粗镁变为精镁后，静置，外筒1内部分层，下层形成电解渣区。
[0040]
第二阶段，通过控制粗镁精炼区压力高于精镁储存区的压力，即控制外筒1内部的压力大于内筒2内部压力，使得已经生产好的精镁经过连通管转入到精镁储存区，如图2中中间示意图所示。当粗镁精炼区液镁液位降至连通管的下液时，转液自动结束，有效避免下部的物料继续转入。如图2中右侧示意图所示。
[0041]
第三阶段，通过控制整体两个腔体的压力高于大气压将精镁储存区的精镁外排到物料抬包中，至此整个精炼过程结束，重新从第一阶段开始循环往复使用。
[0042]
本实施例提供的电解粗镁精炼工艺可以有效避免电解粗镁中的电解质杂质带入到精美中，使精炼过程中粗镁与精镁彻底有效分离，从而避免精镁中杂质带入海绵钛中。
[0043]
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
技术特征：1.一种电解粗镁精炼装置，其特征在于，包括外筒(1)和内筒(2)，所述内筒(2)设置在所述外筒(1)内部，所述外筒(1)内部和内筒(2)内部隔绝，所述外筒(1)内部形成粗镁精炼区，所述内筒(2)内部形成精镁储存区，在所述内筒(2)上设置有连通管(8)，所述连通管(8)两端连通所述内筒(2)和所述外筒(1)，所述外筒(1)和内筒(2)上均连接有压力调节装置，通过控制所述外筒(1)和内筒(2)内部的压差将精镁从粗镁精炼区通过所述连通管(8)转移到精镁储存区。2.根据权利要求1所述的电解粗镁精炼装置，其特征在于，所述连通管(8)的长度根据所述外筒(1)的直径、内筒(2)的直径以及所述内筒(2)的高度设置，所述连通管(8)的下端高于所述内筒(2)底部所在平面。3.根据权利要求1所述的电解粗镁精炼装置，其特征在于，在所述外筒(1)顶部设置外筒盖(3)，所述外筒盖(3)与所述外筒(1)通过法兰连接形成密闭腔体，所述内筒(2)靠近顶部的位置与所述外筒盖(3)固定连接。4.根据权利要求3所述的电解粗镁精炼装置，其特征在于，在所述外筒(1)内部还设置有排渣管(5)，所述排渣管(5)一端伸入至所述外筒(1)内部接近底部的位置，所述排渣管(5)的顶端穿过所述外筒盖(3)向外伸出，所述排渣管(5)用于将所述外筒(1)内部的电解质精炼渣排出至所述外筒(1)外部。5.根据权利要求1或3或4所述的电解粗镁精炼装置，其特征在于，在所述外筒(1)上还设置有加镁口(7)，所述加镁口(7)与外界加料装置连通。6.根据权利要求5所述的电解粗镁精炼装置，其特征在于，所述加镁口(7)设置在所述外筒(1)的顶部或靠近顶部的位置，或所述加镁口(7)设置在所述外筒盖(3)上。7.根据权利要求1所述的电解粗镁精炼装置，其特征在于，在所述内筒(2)的顶部设置内筒盖(4)，所述内筒盖(4)与所述内筒(2)通过法兰连接组成一个密闭腔体，所述腔体内形成精镁储存区。8.根据权利要求7所述的电解粗镁精炼装置，其特征在于，在所述内筒(2)内部设置有出镁管(6)，所述出镁管(6)一端伸入至所述内筒(2)内部接近底部的位置，所述出镁管(6)的顶端穿过所述内筒盖(4)向外伸出。9.根据权利要求3所述的电解粗镁精炼装置，其特征在于，在所述外筒盖(3)上还连接有压力表、冲氩口、泄压口、液位计，压力表用于检测腔体内部压力，冲氩口和泄压口用于调节压力控制物料流动，液位计用于检测内部液位。10.一种电解粗镁精炼工艺，其特征在于，使用权利要求1至9中任意一项所述的电解粗镁精炼装置，所述电解粗镁精炼工艺包括以下步骤：在粗镁精炼区加入粗镁，粗镁的加入量不超过连通管上端口的下沿，加完粗镁后进行精炼，待外筒内的粗镁变为精镁后，静置；控制外筒内部的压力大于内筒内部压力，使得已经生产好的精镁经过连通管转入到内筒内，当外筒内液镁液位降至连通管的下端口以下的液位时，转液自动结束；通过控制整体外筒和内筒两个筒内的压力均高于大气压将内筒内的精镁外排到物料抬包中。
技术总结本发明提供一种电解粗镁精炼装置及工艺，装置包括外筒和内筒，内筒设置在外筒内部，外筒内部和内筒内部隔绝，外筒内部形成粗镁精炼区，内筒内部形成精镁储存区，在内筒上设置有连通管，连通管两端连通内筒和外筒，外筒和内筒上均连接有压力调节装置，通过控制外筒和内筒内部的压差将精镁从粗镁精炼区通过连通管转移到精镁储存区。通过外筒和内筒的设置将精炼坩埚分为两个腔体，使得在外筒内部精炼后的上层经过连通管进入精镁储存区，同时又能避免外筒底部的电解渣进入内筒内部，将粗镁与精镁彻底分开，有效分离去除电解精镁中的电解质杂质，避免镁中杂质进入到下游还蒸工序污染海绵钛，有效避免粗镁与精镁混合污染精镁。有效避免粗镁与精镁混合污染精镁。有效避免粗镁与精镁混合污染精镁。
技术研发人员：张盘龙 朵云霞 邵智 王刚
受保护的技术使用者：洛阳双瑞万基钛业有限公司
技术研发日：2022.06.24
技术公布日：2022/11/1
