锶和钡等有色金属的真空热还原法的工业化生产工艺技术及其设备.pdf

本发明属于真空冶金技术领域，是一种涉及锶、钡等氧化有色金属的工业化生产工艺技术和设备。其工艺技术特征是可按用户不同质量要求及客观条件，选用其富矿、碳酸盐、硝酸盐或氢氧化物来作为冶炼原料，经高温焙烧和隔湿冷却粉碎后，配加适量还原剂、催化剂，混匀后压制成团块或饼块，再放入特殊材质和结构的卧式或竖式电热真空还原炉罐中，制得所需纯度的结晶状金属，接着在同还原炉罐相联结的熔铸设备中，或在专门设置的可抽真空充氩的特殊结构熔铸电炉中，将其熔铸成金属锭。

1： 1、一种用于生产锶、钡及铷、铯、镁等有色金属的工业化生产工艺技术，其特征是可按用户不同质量要求和原料来源条件，来选用富矿石、碳酸盐、硝酸盐或氢氧化物用作冶炼原料，经高温氧化焙烧及隔湿冷却和粉碎后，配加适量还原剂、催化剂，再经混料、压块后，放入特殊材质和结构的卧式或竖式真空电热还原炉罐中，在真空和高温下进行还原，先制得所需纯度的结晶状金属，最后熔铸成所需尺寸和单重的金属锭产品。 2、根据权利要求1所述，其生产工艺流程详见说明书图1所示的流程图。所述的工艺技术特征是：随原料品种而异的焙烧温度选用范围为1100°～1400℃，焙烧料在隔湿容器中冷至50°～150℃，用密闭粉碎机粉碎至-80-120目细度。 3、根据权利要求1所述配加的还原剂品种，系按不同产品的生产要求，选用诸如硅铝、铝粉、硅铝铁等材料，其细度为-80～-120目，其用量为化学反应理论用量的95～110%。添加的催化剂为其过氧化物或氟化物，其用量为总料量的0.4～4%。 4、根据权利要求1所述，其还原工艺技术条件选用范围为;还原温度1150°-1350℃，真空度0.0001-20Pa，还原恒温时间2～8小时，出炉温度700°～1100℃，其最佳值按不同产品的还原作业优化值选用。 5、根据权利要求1所述，其适宜的混料时间为20～120分钟，其成型压团或压饼块的适用压力为0.2-
2： 2T/cm 2 。 6、用于锶、钡及铷、铯、镁等有色金属工业化生产的一些关键设备的特征是：其原料焙烧设备为回转窑或台车式燧道窑，其焙烧料的冷却、粉碎、混料作业均在防湿密闭型设备中进行。其压块设备，大型厂用对滚式压团机，中小型厂用特制的液压式压饼块机。其真空热还原炉罐设备，均配有相应容量和性能的真空机组，系采用特种材质和特殊结构的中型卧式或大型竖式电热真空热还原炉罐，并可配置趁热进行熔铸的设置。但亦可将冷凝收集着金属产品的结晶器取出，再放到专门设置的特种熔铸电阻炉中去，铸成所需尺寸和单重的金属锭。 7、根据权利要求6所述，其特征是所说混料作业设备，采用V型或Y型密闭式高效混合机。所说的液压式压块机是一种能方便地脱模、压力可按生产品种的不同需要，可在0.2-1.2T/cm 2 之间调压，并且压出饼块中开有13个以上孔洞的300-1000T压块设备。 8、根据权利要求6所述特征，所说加热反应罐所用的还原炉，系使用电加热、可自动控温恒温、节能型、电阻发热的卧式或竖式电炉，其电热元件是特制的，可再生、装拆方便，能抗高温氧化的电阻发热元件。其反应罐材质，可以是含Cr、Ni、W、Mo、Re等的耐高温抗氧化合金铸钢管，亦可采用外表喷涂有某些抗高温氧化层的普通钢管或无喷涂层的普通钢管。对于竖式还原罐亦可采用特制的、传热好、热强度高、价廉的陶瓷材料。 9、根据权利要求6所述特征，所说的真空热还原炉罐，均 配用相应容量的抽真空机组，仅生产锶时配用极限真空为10 -4 m/mHg真空机组，锶和钡均能轮流生产时，则配用10 -6 m/mHg真空机组。并且均设有供加入还原料后抽除罐中料块的水汽，粉尘等的专用予抽真空泵，即水环泵-罗茨泵真空机组。 10、根据权利要求6所述特征，上述二类还原炉罐，均可配设与之相联的熔化结晶金属用的熔铸设备，其中竖式炉罐不需转动机构，而卧式炉罐则需增设能转动0-20°的转动机构，此时二者均需在炉罐的金属冷凝结晶区的管外，增设可移动的二片式电阻炉和熔铸设施，即可趁热完成熔铸工作。但如想提高还原炉罐的作业生产率，亦可另外单独设置一种可抽真空充氩，能自动控温、配有可倾式井式坩埚电阻炉和小型链带铸锭机，并且其进料、出料端均设有真空-常压过渡仓结构的特种熔铸设备。