【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有色金属火法冶炼，尤其是涉及一种负压条件下金属热还原难熔金属氧化物的装置以及方法。
技术介绍
1、钽与铌既是特殊功能性多用途材料，又是优良的结构材料，广泛应用在电子、冶金、化工、原子能及航天航空等诸多领域。现有技术中通常是采用还原方法来制备，还原方法一般可分为金属热还原、碳热还原法和熔盐电解还原法，但是目前生产高比容电容器级钽、铌粉末的方式是采用镁热还原法是以镁蒸气还原nb2o5或ta2o5，而此种方法须在较高温度下进行，镁蒸发受温度严重制约，在低温下无法实现镁的快速蒸发和反应速率有效控制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种负压条件下金属热还原难熔金属氧化物的装置以及方法，解决了现有技术中存在的金属热还原过程中金属还原剂在低温下无法实现快速蒸发和反应速率有效控制的技术问题。本专利技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、本专利技术提供的负压条件下金属热还原难熔金属氧化物的装置，包括反应器、密封反应仓、第一真空泵以及冷凝器，所述反应器为双层结构，所述反应器的上层放置金属氧化物，所述反应器的下层放置金属还原剂，所述反应器具有连通所述上层和所述下层的多孔板，所述反应器设置在所述密封反应仓内，所述冷凝器与所述密封反应仓连通，所述第一真空泵设置在所述冷凝器上并用于对所述冷凝器和所述密封反应仓内抽真空。
4、优选地，还包括进料仓以及出料仓，所
5、优选地，所述进料仓、所述出料仓和所述冷凝器上均设置有第一进气口。
6、优选地，所述进料口部包括预进料仓、第一驱动机构以及第二驱动机构，所述预进料仓与所述进料仓之间通过第一密封闸门连接，所述第一驱动机构设置在所述预进料仓的水平方向上且用于驱动所述预进料仓内的所述反应器至所述进料仓内，所述第二驱动机构设置在所述进料仓的水平方向上且用于驱动所述进料仓内的所述反应器至所述密封反应仓内；所述出料口部包括预出料仓和第三驱动机构，所述预出料仓与所述出料仓通过第二密封闸门连接，所述第三驱动机构设置在所述出料仓的水平方向上且用于驱动所述出料仓内的所述反应器至所述预出料仓内，所述预进料仓和所述预出料仓上均设置有密封门。
7、优选地，还包括进出料仓以及升降装置，所述进出料仓、所述密封反应仓以及所述冷凝器由下至上依次连通设置，所述进出料仓和所述密封反应仓之间设置有第四密封隔热闸门，所述冷凝器与所述密封反应仓之间设置有第三密封隔热闸门，所述升降装置设置在所述进出料仓和所述密封反应仓内，所述升降装置能够将所述反应器提升至所述密封反应仓内或者下降至所述进出料仓内。
8、优选地，所述密封反应仓和所述冷凝器上均设置有第二进气口，所述进出料仓上设置有进出料密封隔热门。
9、本专利技术提供的应用上述负压条件下金属热还原难熔金属氧化物的装置的方法，包括：
10、将所述金属还原剂放置在所述反应器的下层，所述金属氧化物放置在所述反应器的上层；
11、将所述反应器放置到所述密封反应仓内；
12、启动所述第一真空泵对所述密封反应仓内抽真空；
13、对所述密封反应仓内升温到预设温度，并保温预设时间；
14、保温结束后对物料降温，并对取出的物料进行酸洗、干燥，得到产品。
15、优选地，将所述反应器放置到所述密封反应仓内包括：
16、将反应器放置到进料仓或者进出料仓，并经由驱动装置将所述反应器推动或者提升至所述密封反应仓内。
17、优选地，启动所述第一真空泵对所述密封反应仓内抽真空，包括将所述密封反应仓压力抽至10-10000pa。
18、优选地，所述预设温度范围为600℃～1100℃，所述预设时间范围为1小时～6小时。
19、优选地，所述难熔金属氧化物为ta2o5、nb2o5。
20、优选地，所述金属还原剂为mg、ca活泼金属。
21、本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
22、负压条件下金属热还原难熔金属氧化物的装置包括反应器、密封反应仓、第一真空泵以及冷凝器，反应器为双层结构，反应器的上层放置金属氧化物，反应器的下层放置金属还原剂，反应器具有连通上层和下层的多孔板，使得下层的金属还原剂挥发后能够进入到上层并与上层的金属氧化物反应，反应器设置在密封反应仓内，冷凝器与密封反应仓连通，第一真空泵设置在冷凝器上并用于对冷凝器和密封反应仓内抽真空，通过第一真空泵来对密封反应仓抽真空，从而使得金属还原剂更易在低温下进行挥发，从而有效控制反应速度。
23、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
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1.一种负压条件下金属热还原难熔金属氧化物的装置，其特征在于，包括反应器、密封反应仓、第一真空泵以及冷凝器，所述反应器为双层结构，所述反应器的上层放置金属氧化物，所述反应器的下层放置金属还原剂，所述反应器具有连通所述上层和所述下层的多孔板，所述反应器设置在所述密封反应仓内，所述冷凝器与所述密封反应仓连通，所述第一真空泵设置在所述冷凝器上并用于对所述冷凝器和所述密封反应仓内抽真空。
2.根据权利要求1所述的负压条件下金属热还原难熔金属氧化物的装置，其特征在于，还包括进料仓以及出料仓，所述进料仓、所述密封反应仓和所述出料仓在水平方向上依次连通设置，所述进料仓和所述密封反应仓之间设置第一密封隔热闸门，所述密封反应仓和所述出料仓之间设置第二密封隔热闸门，所述进料仓上设置进料口部和第二真空泵，所述出料仓上设置出料口部和第三真空泵，所述冷凝器的高度高于所述密封反应仓，所述冷凝器与所述密封反应仓之间设置有第三密封隔热闸门。
3.根据权利要求2所述的负压条件下金属热还原难熔金属氧化物的装置，其特征在于，所述进料仓、所述出料仓和所述冷凝器上均设置有第一进气口。
5.根据权利要求1所述的负压条件下金属热还原难熔金属氧化物的装置，其特征在于，还包括进出料仓以及升降装置，所述进出料仓、所述密封反应仓以及所述冷凝器由下至上依次连通设置，所述进出料仓和所述密封反应仓之间设置有第四密封隔热闸门，所述冷凝器与所述密封反应仓之间设置有第三密封隔热闸门，所述升降装置设置在所述进出料仓和所述密封反应仓内，所述升降装置能够将所述反应器提升至所述密封反应仓内或者下降至所述进出料仓内。
6.根据权利要求5所述的负压条件下金属热还原难熔金属氧化物的装置，其特征在于，所述密封反应仓和所述冷凝器上均设置有第二进气口，所述进出料仓上设置有进出料密封隔热门。
7.一种应用权利要求1～6任一所述的负压条件下金属热还原难熔金属氧化物的装置的方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种负压条件下金属热还原难熔金属氧化物的装置，其特征在于，包括反应器、密封反应仓、第一真空泵以及冷凝器，所述反应器为双层结构，所述反应器的上层放置金属氧化物，所述反应器的下层放置金属还原剂，所述反应器具有连通所述上层和所述下层的多孔板，所述反应器设置在所述密封反应仓内，所述冷凝器与所述密封反应仓连通，所述第一真空泵设置在所述冷凝器上并用于对所述冷凝器和所述密封反应仓内抽真空。
2.根据权利要求1所述的负压条件下金属热还原难熔金属氧化物的装置，其特征在于，还包括进料仓以及出料仓，所述进料仓、所述密封反应仓和所述出料仓在水平方向上依次连通设置，所述进料仓和所述密封反应仓之间设置第一密封隔热闸门，所述密封反应仓和所述出料仓之间设置第二密封隔热闸门，所述进料仓上设置进料口部和第二真空泵，所述出料仓上设置出料口部和第三真空泵，所述冷凝器的高度高于所述密封反应仓，所述冷凝器与所述密封反应仓之间设置有第三密封隔热闸门。
3.根据权利要求2所述的负压条件下金属热还原难熔金属氧化物的装置，其特征在于，所述进料仓、所述出料仓和所述冷凝器上均设置有第一进气口。
4.根据权利要求2所述的负压条件下金属热还原难熔金属氧化物的装置，其特征在于，所述进料口部包括预进料仓、第一驱动机构以及第二驱动机构，所述预进料仓与所述进料仓之间通过第一密封闸门连接，所述第一驱动机构设置在所述预进料仓的水平方向上且用于驱动所述预进料仓内的所述反应器至所述进料仓内，所述第二驱动机构设置在所...
【专利技术属性】
技术研发人员：车玉思，张环，黄治懿，何季麟，
申请(专利权)人：中原关键金属实验室，
类型：发明
国别省市：
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