Технологический участок для получения хлорида олова (iv)


7 C01G19/08 -

 

Предлагаемая полезная модель относится к химико-металлургической промышленности и может быть использована в хлорной технологии для получения хлоридов металлов из различного сырья, в том числе из металлов и/или их сплавов путем хлорирования при повышенной температуре. Предлагаемая полезная модель конкретно может быть реализована для получения товарного хлорида олова (IV) - SnCl 4 путем хлорирования металлического олова на специализированных для этого технологических участках. Задачей предлагаемого технического решения - полезной модели. «Технологический участок для получения хлорида олова (IV)» является повышение удельной мощности участка по целевому продукту и сокращение энергозатрат. Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемой полезной модели заключается в улучшении потребительских свойств получаемых продуктов за счет повышения их качества - снижения содержания примесей посторонних элементов и уменьшения содержания в тетрахлориде олова (целевом продукте) дихлорида олова. Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата, предлагаемым «Технологическим участком для получения хлорида олова (IV)», включающем хлорирующую установку, снабженную бункером для загрузки металлического олова, системой подачи газообразного хлора в зону реакции и устройством для вывода целевого продукта. Новым в технологическом участке является то, что хлорирующая установка дополнительно имеет водоохлаждаемую рубашку, внутри установки имеется ложное днище с отверстиями, на ложном днище помещена

пористая керамическая, устойчивая к воздействию газообразного хлора вставка, система подачи газообразного хлора включает в себя сорбционно-очистительную колонку с силикагелевым поглотителем, выход из колонки хлора, очищенного от примесей направлен через регулирующее устройство и верхний патрубок хлорирующей установки в хлоропровод, проходящий по всей высоте хлорирующей установки и оканчивающейся газодиспергатором, доходящим до днища хлорирующей установки, устройство для вывода целевого продукта представляет собой боковой сливной патрубок, расположенный над днищем хлорирующей установки, патрубок снабжен запорно-регулирующей арматурой, имеющей соединенные с водоохлаждаемым сборником готового целевого продукта (SnCl4), выход из которого через дозатор направлен в фасовочную машину.

Предлагаемая полезная модель относится к химико-металлургической промышленности и может быть использована в хлорной технологии для получения хлоридов металлов (IV) из различного сырья, в том числе из металлов и/или их сплавов путем хлорирования при повышенной температуре. Предлагаемая полезная модель конкретно может быть реализована для получения товарного хлорида олова (IV) - SnCl 4 путем хлорирования металлического олова на специализированных для этого технологических участках.

Известны (Зеликман А.М., Крейн О.Е., Самсонов Г.В., Металлургия редких металлов. М.: Металлургия, 1978, С.173-176; 239-249; 327-330) технологические участки, отделения, переделы и установки для получения хлоридов ниобия, тантала, титана, циркония и гафния. Известные участки и установки включают в себя в качестве одного из основных конструкционных элементов хлорирующие устройства - солевые или шахтные хлораторы для хлорирования исходного сырья - концентратов, содержащих цветные, редкие и рассеянные металлы газообразным хлором при повышенной температуре. Известные технологические участки и установки включают в себя также дозаторы исходного сырья, системы улавливания отходящей хлоратора пирогазовой смены, ее охлаждения, конденсации твердых (NbOCl4, TiCl5, ZrCl 4) и жидких хлоридов (TiCl4, SiCl 4) и их очистку от примесей. Известные и описанные в литературе участки, переделы и установки для получения хлоридов Nb, Та, Ti, Zr хорошо освоены в промышленности и успешно эксплуатируется на различных предприятиях цветной металлургии и редкометального

производства как в России, так и за рубежом. (См. также: В.В.Сергеев, Н.В.Голицкий, В.П Киселев. Металлургия титана. М.: Металлургия, 1964, с.47-86; и др.) Однако в силу специфики исходного сырья и свойств конечной продукции известные и описанные в технической литературе участки и установки не могут быть непосредственно использованы для получения хлорида олова (IV), например, путем хлорирования металлического олова газообразным хлором.

Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому при этом результату является известный технологический участок (установка) для производства хлорида олова (IV) хлорированием металлического олова газообразным хлором (И.С.Морозов. Применение хлора в металлургии редких и цветных металлов, М.: Металлургия, 1966, с.42-52), - принят за ПРОТОТИП.

Технологический участок для получения хлорида олова (IV) - SnCl4 по ПРОТОТИПУ включает в себя хлоратор, представляющий собой вертикальную шахтную печь, снабженную устройством для загрузки исходного олово-содержащего сырья, используемого в форме брикетов. Участок (установка) по прототипу снабжен системой подачи газообразного хлора в зону реакции хлорирования брикетов. Хлорирование олова в известном техническом решении (прототипе) ведут при 800°С. Продукты реакции - хлорид олова и другие хлориды - выходят из печного пространства в верхней части шахной печи и направляются затем в конденсатор. Известный - по прототипу участок позволяет организовать непрерывный процесс получения хлорида олова (II) - SnCl2.

Недостатком известного участка - по прототипу является то, что он не позволяет получать хлорид олова (IV) - SnCl4, т.е. тетрахлорид олова. Другим недостатком участка по прототипу являются высокие удельные энергозатраты, что связано с повышенной температурой (800°С) проведения процесса хлорирования.

Задачей предлагаемого технического решения - полезной модели. «Технологический участок для получения хлорида олова (IV)» является повышение удельной мощности участка по целевому продукту и сокращении энергозатрат. Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемой полезной модели заключается в улучшении потребительских свойств получаемых продуктов за счет повышения их качества - снижения содержания примесей посторонних элементов и уменьшении содержания в тетрахлориде олова - SnCl4 (целевом продукте) дихлорида олова - SnCl2 .

Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата, предлагаемым «Технологическим участком для получения хлорида олова (IV)», включающем хлорирующую установку, снабженную бункером для загрузки металлического олова, системой подачи газообразного хлора в зону реакции и устройством для вывода целевого продукта.

Новым в технологическом участке является то, что хлорирующая установка дополнительно имеет водоохлаждаемую рубашку, внутри установки имеется ложное днище с отверстиями, на ложном днище помещена пористая керамическая, устойчивая к воздействию газообразного хлора вставка, система подачи газообразного хлора включает в себя сорбционно-очистительную колонку с силикагелевым поглотителем, выход из колонки хлора, очищенного от примесей направлен через регулирующее устройство и верхний патрубок хлорирующей установки в хлоропровод, проходящий по всей высоте хлорирующей установки и оканчивающейся газодиспергатором, доходящим до днища хлорирующей установки, устройство для вывода целевого продукта представляет собой боковой сливной патрубок, расположенный над днищем хлорирующей установки снабженный запорно-регулирующей арматурой, и имеющий соединение с

водоохлаждаемым сборником готового целевого продукта (SnCl4), выход из которого через дозатор направлен в фасовочную машину.

Вышеуказанные отличительные конструктивные особенности предлагаемого технологического участка для получения хлорида олова (IV) в совокупности с известными конструктивными элементами обеспечивают решения поставленной задачи заявленной полезной модели с достижением при этом технического результата, заключающегося в снижении содержания посторонних примесей в целевом продукте - SnCl 4. Анализ уровня техники свидетельствует о том, что в книжной, журнальной и патентной литературе предлагаемый участок для получения хлорида олова (IV) раннее не описан.

Опытные испытания различных вариантов конструкции технологического участка для получения хлорида олова (IV), что между конструктивными элементами заявленного в настоящей заявке участка и достигаемым при этом техническим результатом существует вполне определенная причинно-следственная связь, заключающаяся в том, что каждый из элементов (признаков) заявленного участка отдельно взятый необходим, а в совокупности своей они обеспечивают решение поставленной задачи с достижением вышеуказанного химического результата.

Технологический участок для получения хлорида олова (IV) по предлагаемой полезной модели (рис.) включает в себя:

1. - хлорирующую установку, снабженную водоохлаждаемой рубашкой;

2. - бункер для загрузки в хлорирующую установку металлического олова (в форме гранул, в виде стружки и т.п.);

3. - ложное перфорированное днище с отверстиями;

4. - пористая керамическая вставка;

5. - сорбционно-очистительная колонка с силикагелевым поглотителем;

6. - регулирующее устройство (для регулирования подачи очищенного газообразного хлора в хлорирующую установку),

7. - хлоропровод;

8. - газодиспергатор - для диспергирования газообразного хлора;

9. - устройство для вывода целевого продукта - жидкого SnCl 4 - боковой сливной патрубок;

10. - запорно-регулирующая арматура;

11.- водоохлаждаемый сборник готового целевого продукта (SnCl4)

12. - дозатор готового продукта;

13. - фасовочная машинка.

Испытания показали, что получения хлорида олова (IV) на предлагаемой конструкции технологического участка обеспечивает при прочих равных условиях решения поставленной задачи разработанного техническим решением - повышение удельной мощности участка по SnCl 4 и сокращение энергозатрат - за счет существенного снижения температуры процесса хлорирования. При этом достигается технический результат, заключающийся в улучшении потребительских свойств получаемых продуктов (SnCl4) и повышении их качества за счет снижения содержания примесей посторонних элементов и примесей дихлорида олова SnCl2 , что достигается в предлагаемом техническом решении дополнительным включением в состав «участки» сорбционно-очистительной колонки с силикагелевым поглотителем - для предварительной очистки газообразного хлора от примесей и благодаря тому, что хлоропровод с газодиспергатором опущен до днища хлорирующей установки, что обеспечивает заглубление диспергатора в жидкий SnCl4 и предотвращает слив через боковой сливной патрубок недохлорированного SnCl 2.

Технологический участок для получения хлорида олова (IV), включающий хлорирующую установку, снабженную бункером для загрузки металлического олова, систему подачи хлора в зону реакции и устройство для вывода целевого продукта, отличающийся тем, что хлорирующая установка дополнительно имеет водоохлаждаемую рубашку, внутри установки имеется ложное днище с отверстиями, на ложном днище помещена пористая керамическая вставка, устойчивая к воздействию газообразного хлора, система подачи газообразного хлора включает в себя сорбционно-очистительную колонку с силикагелевым поглотителем, выход из колонки хлора, очищенного от примесей, направлен через регулирующее устройство и верхний патрубок хлорирующей установки в хлоропровод, проходящий по всей высоте хлорирующей установки и оканчивающийся газодиспергатором, доходящим до днища хлорирующей установки, устройство для вывода целевого продукта представляет собой боковой сливной патрубок, расположенный над днищем хлорирующей установки, снабженный запорно-регулирующей арматурой и имеющий соединение с водоохлаждаемым сборником целевого продукта, выход из которого через дозатор направлен в фасовочную машину.



 

Наверх