Устройство для получения хлорида олова (iv)

Предлагаемая полезная модель относится к области металлургической промышленности и машиностроения и, в частности, к устройствам для получения хлоридов металлов (IV) путем хлорирования исходного металлосодержащего сырья в хлораторах при повышенной температуре. Полезная модель может быть использована в химико-металлургических производствах для получения товарного хлорида олова (IV) - SnCl ₄. Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение непрерывности процесса и безопасных условий труда. Технический результат, который может быть получен при этом, заключается в повышении производительности устройства по целевому продукту. Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата предлагаемым устройством для получения хлорида олова (IV), включающем реактор-хлоратор, имеющий патрубки подвода газообразного хлора (Сl₂) и загрузки металлического олова. Новым в предлагаемом устройстве является то, что реактор-хлоратор дополнительно снабжен водоохлаждаемой «рубашкой» с терморегулятором, корпус реактора-хлоратора выполнен в форме цилиндрической реторты с соотношением высоты и диаметра (2-5):1, реактор-хлоратор дополнительно содержит патрубок вывода целевого продукта, расположенный в нижней части реактора-хлоратора и имеющий соединение с запорно-регулирующей арматурой.

Предлагаемая полезная модель относится к области металлургической промышленности и машиностроения и, в частности, к устройствам для получения хлоридов металлов (IV) путем хлорирования исходного металлосодержащего сырья в хлораторах при повышенной температуре. Полезная модель может быть использована в химико-металлургических производствах для получения товарного хлорида олова (IV) - SnCl ₄.

Известно устройство для получения хлоридов четырехвалентных металлов, например, тетрахлорида титана - TiCl ₄ (В.И.Коротич, С.А.Набойченко, А.И.Сотников и др. /Начала металлургии, Екатеринбург; УГТУ, 2000, с.275).

Известное устройство включает в себя реактор для хлорирования, выполненный в форме шахтного хлоратора, имеющего реакционную зону, патрубки (фурмы) для подвода газообразного хлора, патрубок для вывода парогазовой смеси, загрузочное устройство для введения в зону реакции исходной шихты для хлорирования, патрубок для вывода огарка.

Известное устройство позволяет получать хлориды титана (IV) и/или циркония (IV), и/или гафния из различного минерального сырья и промпродуктов производства, концентратов и/или шлаков, и/или сплавов, металлического лома и отходов производства.

Однако, известное устройство не может быть использовано - в силу конструктивных особенностей и специфики физико-химических свойств целевого продукта - для получения хлорида четырехвалентного олова -SnCl₄.

Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности -совокупности существенных признаков, назначению и достигаемому техническому результату - является известное (Ю.В.Карякин, И.И.Ангелов.

Чистые химические вещества, М.: Химия, 1974, с.300-301) устройство для получения хлорида олова (IV) - принято за прототип.

Известное - по прототипу - устройство для получения хлорида олова (IV) включает в себя реактор-хлоратор, имеющий в верхней части патрубок для ввода газообразного хлора (Сl₂) и тубус для загрузки металлического олова.

Устройство по прототипу обеспечивает получение хлорида четырехвалентного олова - SnCl ₄ из металлического олова.

Недостатком известного устройства является отсутствие в нем конструктивных элементов, обеспечивающих непрерывность процесса и предотвращение взрывоопасных ситуаций, возникающих при экзотермической реакции хлорирования металлического олова газообразным хлором.

Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение непрерывности процесса и безопасных условий труда.

Технический результат, который может быть получен при этом, заключается в повышении производительности устройства по целевому продукту.

Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата предлагаемым устройством для получения хлорида олова (IV), включающем реактор-хлоратор, имеющий в верхней части патрубок для подвода газообразного хлора (Сl₄) и загрузки металлического олова.

Новым в предлагаемом устройстве является то, что реактор-хлоратор дополнительно снабжен водоохлаждаемой «рубашкой» с терморегулятором, корпус реактора-хлоратора выполнен в форме цилиндрической реторты с соотношением высоты и диаметра (2-5):1, реактор-хлоратор дополнительно содержит патрубок вывода целевого продукта, расположенный в нижней части реактора-хлоратора и имеющий соединение с запорно-регулирующей арматурой.

Вышеуказанные отличительные конструктивные особенности предлагаемого устройства для получения хлорида олова (IV) в совокупности с известными конструктивными элементами обеспечивают решение поставленной задачи заявляемой полезной модели с достижением при этом технического результата, заключающегося в повышении производительности устройства по целевому продукту.

Анализ уровня техники свидетельствует о том, что в книжной, журнальной и патентной литературе предлагаемое устройство для получения хлорида олова (IV) ранее не описано.

Опытные испытания различных вариантов устройств для получения SnCl ₄ показали, что между конструктивными элементами заявляемого в настоящей заявке устройства и достигаемым при этом техническим результатом существует вполне определенная причинно-следственная связь, заключающаяся в том, что каждый из элементов (признаков заявляемого устройства), отдельно взятый, необходим, а в совокупности своей они обеспечивают решение поставленной задачи с достижением вышеуказанного технического результата.

Устройство для получения хлорида олова (IV) по предлагаемой полезной модели (рис.) включает в себя: реактор-хлоратор (1); патрубок для подвода (для подачи) газообразного хлора (2); патрубок для загрузки в реактор-хлоратор исходного металлического олова (3); патрубок (4) для вывода (слива) целевого продукта - SnCl ₄ из реактора-хлоратора, соединенный с запорно-регулирующей аппаратурой (5); водоохлаждаемую «рубашку» (6) с терморегулятором (7).

Реализация полезной модели

Устройство по предлагаемой полезной модели работает следующим образом. Для получения целевого продукта - хлорида олова (IV) SnCl₄ - исходное металлическое олово загружают через загрузочный патрубок (3) в

реактор-хлоратор (1). Газообразный хлор, например, из баллонов подают через патрубок (2), находящийся на крышке реактора-хлоратора, в слой гранулированного металлического олова. Для обеспечения безопасности ведения процесса и предотвращения бурного протекания реакции хлорирования, идущей с выделением тепла, через водоохлаждаемую «рубашку» (6) реактора-хлоратора подают воду - для охлаждения зоны реакции и стабилизации в ней температуры с помощью терморегулятора (7). По мере хлорирования металлического олова в реактор-хлоратор периодически загружают - через патрубок (2), расположенный на крышке реактора-хлоратора (1), - очередную порцию гранулированного металлического олова. Образующийся целевой продукт - хлорид олова (IV) SnCl₄ - сливают через нижний патрубок (4), через запорно-регулирующую арматуру (5), затаривают и отгружают потребителям.

Устройство для получения хлорида олова (IV), включающее реактор-хлоратор, снабженный патрубками для ввода газообразного хлора и загрузки металлического олова, отличающееся тем, что реактор-хлоратор дополнительно снабжен водоохлаждаемой “рубашкой” с терморегулятором, корпус реактора-хлоратора выполнен в форме цилиндрической реторты, реактор-хлоратор дополнительно содержит патрубок вывода целевого продукта, расположенный в нижней части реактора-хлоратора и имеющий соединение с запорно-регулирующей арматурой.