В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Дистилляция и сублимация
Вакуумные установки - Аппараты для дистилляции и ректификации
Оглавление
Дистилляция и сублимация
Страница 2
Все страницы
Дистилляция (разгонка) и сублимация (возгонка) металлов по своей физической сущности подобны дистилляции и возгонке неметаллов. Отличие конструкций применяемой для металлов аппаратуры связано сo специфическими условиями работы с металлами. Эти процессы можно применять как для разделения сплавов, так и для получения чистых металлов.

Металлы с высокой упругостью пара можно обрабатывать методом сублимации, т. е. при температуре ниже точки плавления. Например, поручение технического селена возгонкой в вакууме помогает избежать его окисления и предохраняет от действия ядовитых соединений селена.

Опыт работы по получению технического селена показывает, что стоимость селена, полученного окислительно-восстановительным способом, в несколько раз выше стоимости селена, полученного возгонкой.

Для ракетной техники и атомной энергетики необходимы металлы и сплавы, выдерживающие высокие температуры: ниобий, молибден, тантал, вольфрам и рений. Температура плавления ниобия 2450° С, он пластичен, устойчив против атмосферной коррозии, действия кислот и щелочей. Однако при нагревании на воздухе до 400° С и выше ниобий интенсивно окисляется и поглощает газы: кислород, водород и азот, которые образуют с металлом твердые растворы и химические соединения и резко снижают пластичность металла. Большая реакционная способность ниобия при нагревании в сочетании с его тугоплавкостью затрудняет получение чистого металла в обычных условиях, поэтому получение ниобия должно проводиться в вакууме.


Водород и гидриды сравнительно легко удаляются при нагревании металла в вакууме до 700 С. Удаление кислорода улетучиванием окислов заметно ускоряется при нагревании до 1900—2000° С. В результате вакуумного рафинирования при 2300—2350° С из ниобия ударяются не только адсорбированные и растворенные газы, но и примеси: свинец, кремний, железо.

Благоприятные условия вакуумной дистилляции, дающие возможность работать при более низких температурах, чем в обычных условиях, облегчают выбор материала для нагревательного устройства. Такие реакционно-способные металлы, как Ca, Be, Ti, Zr, Mg и др., можно подвергать вакуумной дистилляции. Примеры процессов вакуумной дистилляции: очистка губчатого титана и циркония после восстановления, производство чистых металлов Ca, Se, Mg, Zn и редкоземельных металлов, обогащение лома легких металлов.

 Подробнее остановимся на получении титана магниетермическим методом, который является основным методом промышленного производства титана.

Четыреххлористый титан восстанавливается расплавленным магнием в атмосфере аргона

TiCl4 + 2Mg -> Ti + 2MgCl2.

Восстановление ведется в герметичных стальных реакторах, помещенных в шахтные электропечи. Получаемая смесь губчатого титана с хлористым магнием и магнием подвергается вакуумной дистилляции, Mg и MgCl2 осаждаются в конденсаторе, а губчатый титан остается в реакторе. Такой процесс пока из-за технических трудностей не удается проводить непрерывно.

На рис. 185 дана схема дистилляционной установки фирмы Херауэс (ФРГ) для подобного процесса. Для равномерного нагрева титана печь разделена на несколько нагревательных зон, снабженных термопарами. Прежде всего при 400° С и при среднем вакууме, создаваемом форвакуумным насосом, производится откачка паров соляной кислоты.

 После этого в установке создается высокий вакуум и повышается температура. Испаряющиеся Mg и MgCl2 улавливает конденсатор, непосредственно присоединенный к печи.

Конденсатор нагревается циркулирующим маслом для того, чтобы в конденсаторе не осаждались легколетучие примеси, загрязняющие магний (который используется как побочный продукт). Масляный нагрев позволяет поддерживать постоянную и равномерную температуру во всем объем конденсатора. Внутри корпуса конденсатора подвешен тонкий металлический каркас с конденсационными пластинами. После окончания процесс его вынимают из конденсатора вместе со сконденсированными Mg MgCl2.

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

   

 

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 111 гостей на сайте

Нов боков адс адаптивный

=
Рейтинг@Mail.ru