способ получения микрогранулированного лития и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ получения микрогранулированного лития сферической формы заданного диаметра, включающий диспергирование жидкометаллического лития в инертной среде, отличающийся тем, что жидкометаллический литий подают на диспергирование со скоростью 5,5-6,5 кг/ч, которое осуществляют за счет центробежного разбрызгивания при температуре жидкометаллического лития 200-210°С, при этом в качестве инертной среды используют осушенный аргон при его начальной температуре 20°С.

2. Устройство для получения микрогранулированного лития сферической формы заданного диаметра, содержащее камеру грануляции с установленным в ней узлом грануляции, отличающееся тем, что оно содержит дозатор, соединенный камерой грануляции для подачи жидкометаллического лития, и диск для обеспечения циркуляции аргона в камере грануляции и создания кипящего слоя, позволяющего образующемуся микрогранулированному литию находиться во взвешенном состоянии и полностью закристаллизоваться, при этом узел грануляции выполнен в виде стакана с симметрично расположенными по его окружности отверстиями с возможностью его вращения, при котором происходит диспергирование жидкометаллического лития.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии изготовления изделий из металлического лития и, более точно, касается способа получения микрогранулированного лития и устройства для его осуществления.

Известны способ и устройство для получения микрогранулированного лития сферической формы заданного диаметра. Способ включает подачу расплава под давлением в жидкий нагретый до определенной температуры кристаллизатор и создание вибрационных колебаний с амплитудой и частотой, определяемыми заданными размерами гранул [1].

Недостатком данного способа является необходимость очистки микрогранулированного лития при его дальнейшем использовании от кристаллизатора, в качестве которого используются минеральные масла или их смеси.

Известны способ и устройство для получения микрогранулированного лития сферической формы заданного диаметра за счет диспергирования жидкометаллического лития в инертной среде [2].

Недостатками указанного способа являются опасность при перемешивании расплавленного металла в высококипящей инертной среде и необходимость очистки при дальнейшем использовании микрогранулированного лития от масла.

Техническим решением, наиболее близким предлагаемому, является способ и устройство для получения частиц сферической формы путем диспергирования расплавов в инертной среде за счет центробежного разбрызгивания [3].

Недостатками данного способа являются отсутствие дозированной подачи расплавленного металла на диспергирование и отсутствие кипящего слоя, что в совокупности не позволяет использовать данную установку для получения микрогранулированного металлического лития.

Задачей изобретения является создание способа получения микрогранулированного лития сферической формы заданного диаметра, а также создание установки для осуществления такого способа, которая была бы безопасна и удобна в эксплуатации и имела бы достаточно простую конструкцию.

Эта задача достигается тем, что в предложенном способе, включающем диспергирование жидкометаллического лития в инертной среде, согласно изобретению жидкометаллический литий подают на диспергирование со скоростью 5,5-6,5 кг/ч, которое осуществляют за счет центробежного разбрызгивания при температуре жидкометаллического лития 200-210°С, при этом в качестве инертной среды используют осушенный аргон при его начальной температуре 20°С.

Задача также достигается за счет того, что предложенное устройство, содержащее камеру грануляции с установленным в ней узлом грануляции, согласно изобретению содержит дозатор, соединенный камерой грануляции для подачи жидкометаллического лития, и диск для обеспечения циркуляции аргона в камере грануляции и создания кипящего слоя, позволяющего образующемуся микрогранулированному литию находиться во взвешенном состоянии и полностью закристаллизоваться, при этом узел грануляции выполнен в виде стакана с симметрично расположенными по его окружности отверстиями с возможностью его вращения, при котором происходит диспергирование жидкометаллического лития.

При диспергировании жидкометаллического лития происходит образование капель заданного диаметра, которые в атмосфере осушенного аргона за счет сил поверхностного натяжения на границе раздела фаз (жидкометаллический литий - осушенный аргон) приобретают сферическую форму.

В устройстве для получения микрогранулированного лития циркуляция потока осушенного аргона организована таким образам, что образующийся микрогранулированный литий, находясь во взвешенном состоянии в потоке аргона, успевает полностью закристаллизоваться.

Способ получения микрогранулированного лития за счет диспергирования центробежным разбрызгиванием жидкометаллического лития в атмосфере осушенного аргона позволяет получать микрогранулированный литий без ухудшения химического состава лития. Микрогранулированный литий не требует дополнительной очистки перед его дальнейшим использованием.

Устройство для осуществления способа имеет простую, удобную и безопасную в эксплуатации конструкцию, позволяет производить загрузку и разгрузку без нарушения инертности среды.

Предлагаемый способ получения микрогранулированного лития осуществляется при использовании устройства, представленного на чертеже.

Устройство для получения микрогранулированного лития содержит камеру грануляции (1), внутри которой установлены узел разбрызгивания (2) и диск (3). Узел разбрызгивания (2) представляет собой стакан с симметрично расположенными по его окружности отверстиями и предназначен для диспергирования жидкометаллического лития. Диск (3) предназначен для создания кипящего слоя при циркуляции осушенного аргона в камере грануляции. В верхней части камера грануляции соединена с дозатором (4), внутри которого установлен гидрозатвор (5), позволяющий дозировать жидкометаллический литий с заданной скоростью. Дозирование осуществляется созданием избыточного давления аргона над жидкометаллическим литием в дозаторе. Дозатор оснащен входным патрубком (6), подключенным к системе подачи аргона, герметичной крышкой (12), закрывающей отверстие, через которое осуществляется подача жидкометаллического лития в дозатор. Для поддержания температуры жидкометаллического лития дозатор обогревается кольцевой печью (7).

Диспергирование осуществляется путем подачи жидкометаллического лития на вращающийся узел разбрызгивания. В нижней части камера грануляции (1) соединена с приемочным боксом (8), предназначенным для разгрузки микрогранулированного лития. Приемочный бокс оснащен форкамерой (9), позволяющей производить разгрузку микрогранулированного лития без нарушения инертности среды. Кроме того, устройство для получения микрогранулированного лития оснащено входными (10) и выходным (11) патрубками для подключения к системе циркуляции осушенного аргона.

Принцип работы устройства для получения микрогранулированного лития сферической формы заданного диаметра состоит в следующем.

Жидкометаллический литий с температурой 200-210°С из дозатора (4) через гидрозатвор (5) подается на диспергирование в камеру грануляции (1).

Диспергирование ведется из вращающегося стакана отверстиями (2). Подача жидкометаллического лития и диспергирование осуществляются одновременно. Образующийся в результате диспергирования микрогранулированный литий захватывается потоком осушенного аргона, движение которого за счет диска (3) организовано таким образом, что микрогранулированный литий, находясь во взвешенном состоянии, успевает закристаллизоваться. По мере накопления закристаллизовавшийся микрогранулированный литий ссыпается в приемочный бокс (8).

Диспергирование ведут при температуре жидкометаллического лития 200-210°С, скорости подачи жидкометаллического лития на диспергирование 5,5-6,5 кг/ч, начальной температуре осушенного аргона не более 20°С.

Пример получения микрогранулированного лития: жидкометаллический литий с температурой 225°С подается на диспергирование со скоростью 4,2 кг/ч, при начальной температуре среды 20°С. Выход микрогранулированного лития составляет не более 50%.

Результаты экспериментов приведены в таблице.

Изобретение имеет большие перспективы для внедрения в промышленном масштабе. Заявляемый способ позволяет получать микрогранулированный литий сферической формы заданного диаметра без ухудшения химического состава лития, а использование в качестве инертной среды осушенного аргона исключает необходимость очистки микрогранулированного лития при его дальнейшем использовании. Устройство, выполненное согласно изобретению, обладает простой конструкцией, удобно и безопасно в эксплуатации.

Источники информации

1. SU 529005, кл. В 22 F 9/00, 30.11.1976.

2. JP 10176205, кл. В 22 F 9/06, 30.06.1998.

3. RU 2062683 C1, кл. В 22 F 9/06, 27.06.1996.