[發(fā)明專利]使用液態(tài)金屬的還原裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580068919.7
• 申請日: 2015-12-18
• 公開（公告）號: CN107109525B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李殷道;梁元;方炳烈;鄭秀和;文智泓
• 申請（專利權(quán)）人: 韓國生產(chǎn)技術(shù)研究院
• 主分類號: C22B5/12
• 分類號: C22B5/12;C22B13/00;C22B25/00;C22B30/06;C22B58/00
• 代理公司: 北京市中倫律師事務(wù)所 11410
• 代理人: 石寶忠

本發(fā)明涉及一種使用液態(tài)金屬的還原裝置，其能夠使用液態(tài)金屬來改善用于還原待還原材料的還原劑的氧化反應(yīng)并有效地控制它。根據(jù)本發(fā)明的還原裝置的特征在于包括：存儲單元，其中供應(yīng)和儲存液態(tài)金屬；還原劑，其位于存儲單元中；還原單元，其位于存儲單元的一側(cè)，在還原單元中容納待還原材料，并且還原單元能夠與存儲單元交換流體；以及液態(tài)金屬保持單元。根據(jù)本發(fā)明，使用液態(tài)金屬使還原能力強(qiáng)的還原劑升華，從而進(jìn)一步改善還原能力，并且對其精確控制，從而消除了由還原劑的爆炸反應(yīng)引起的使用限制，并保證了高效的操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種還原裝置，更具體地，涉及一種使用液態(tài)金屬的還原裝置，其能夠使用液態(tài)金屬有效地控制用于還原待還原材料的還原劑的操作狀態(tài)，從而控制還原速率，同時改善安全性。

本發(fā)明是根據(jù)RCOE推進(jìn)項目在戰(zhàn)略與財政部支持的韓國生產(chǎn)技術(shù)研究院進(jìn)行的，并于2015年在“應(yīng)對氣候變化的下一代能量生產(chǎn)系統(tǒng)”的研究標(biāo)題下以分配識別號EO150006進(jìn)行。

背景技術(shù)

通常，以天然狀態(tài)存在的作為金屬原料的礦物以氧化物的形式存在。例如，已知通常通過氫氣能夠容易地還原諸如鐵、銅、鎳、鈷等的金屬氧化物以提取金屬。然而，在諸如鉭(Ta)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、釩(V)等特種金屬的情況下，不可能通過氫氣進(jìn)行常規(guī)還原，因此公開了使用具有強(qiáng)氧化能力(即相對于待還原材料的還原能力)的堿金屬或堿土金屬來還原金屬的方法。在韓國專利申請公開號2014-0129822中已公開了這種還原金屬的方法的示例。

然而，這種堿金屬和堿土金屬在與氧化劑例如空氣接觸時產(chǎn)生火焰、反應(yīng)非常爆烈并被氧化。例如，還原劑例如鎂不僅與空氣反應(yīng)，而且與水或二氧化碳反應(yīng)以氧化或易于爆炸。在粉末形式的情況下，反應(yīng)性非常高并且在攝入粉末時可能影響人體，因此需要防止它的措施。此外，為了提高氧化能力，還使用通過加熱進(jìn)行升華或熔化的方法，但是在這種情況下，爆炸反應(yīng)進(jìn)一步加快，從而使其不能控制。上述常規(guī)技術(shù)是通過在密封坩堝中引入待還原材料和還原劑并計算反應(yīng)量以進(jìn)行控制的方法以及通過將待還原材料裝入其中將還原劑熔化的熔融物中以進(jìn)行控制的方法。然而，前一種控制方法是基于預(yù)先計算的反應(yīng)量，不能夠?qū)崟r控制，而后一種控制方法的還原劑的熔化條件在大多數(shù)情況下具有高反應(yīng)性，從而不能瞬間控制熔融金屬溫度。因此，當(dāng)在反應(yīng)期間發(fā)生不可預(yù)測的事件時，其難以控制。

發(fā)明內(nèi)容

[技術(shù)問題]

在這方面，為了解決上述常規(guī)問題，已經(jīng)設(shè)計了本發(fā)明。本發(fā)明旨在改善還原劑的還原能力以及提供能夠精確控制改進(jìn)的還原能力的還原裝置。

[技術(shù)方案]

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括：存儲單元，其中供應(yīng)和儲存液態(tài)金屬；還原劑塊，其位于所述存儲單元中；以及還原單元，其位于所述存儲單元的一側(cè)，其接收待還原材料并且允許與所述存儲單元的流體連通。

優(yōu)選地，通過保持在適當(dāng)溫度下的液態(tài)金屬來使所述還原劑塊升華，從而形成還原劑顆粒，并且還原劑顆粒流向所述還原單元。

優(yōu)選地，在所述存儲單元和所述還原單元之間還包括分散板。

優(yōu)選地，還包括制冷劑供應(yīng)單元，其將制冷劑供應(yīng)至所述存儲單元內(nèi)的還原劑塊；和第一控制單元，其控制所述制冷劑供應(yīng)單元。

優(yōu)選地，還包括氣體供應(yīng)單元，其將非活性氣體供應(yīng)到所述存儲單元內(nèi)；和第二控制單元，其控制所述氣體供應(yīng)單元。

優(yōu)選地，通過所述第一和第二控制單元來控制經(jīng)過所述分散板的還原劑顆粒的量。

優(yōu)選地，通過所述還原劑顆粒的量來控制待還原材料的還原反應(yīng)。

優(yōu)選地，所述還原劑塊110是鎂塊。

優(yōu)選地，液態(tài)金屬是選自由錫、鉍、鉛和鎵組成的組中的一種。