颜景熠，董学成，杜 蛰，李永刚，吴 波，赵春霞

（1.宁夏东方钽业股份有限公司，宁夏 石嘴山 753000；2 国家钽铌特种金属材料工程技术研究中心，宁夏 石嘴山 753000）

长期以来钠还原氟钽酸钾体系中控制注钠的调节阀为手动调节阀，因为生产技术的落后，相关设备生产厂家加工水平和生产工艺的落后，一直在使用手动调节阀，给生产中带来很大的不便。因为是手工操作的问题，经常导致钠注入量的不稳定，反应下钠量过快造成反应容器温度过高，影响反应容器的使用寿命，也存在很大的安全隐患。反应下钠量太慢，会降低钽粉的回收率。而且以上两种情况都会对产品性能造成超预期的不良影响。一旦手动阀门损坏，钠就会从容器中不受控制的注入到反应容器中，造成不良影响和不必要的损失。这些问题一直影响着注钠量的变化，由于无法实现下钠量的精密控制，导致钽粉的产品性能无法提升。钽粉技术进步的需求，需要将钠还原体系中控制注钠的调节阀改为电动调节阀，以期解决注钠系统中氧化还原反应的稳定性控制[1]。

1 对于以上这两种阀门的优、劣式对比

1.1 手动调节阀与电动调节阀的结构差异

为了更好的说明电动调节阀使用工作原理，对手动调节阀和电动调节阀工作原理进行对比，阀门介绍如下。手动调节阀主要由阀体、启闭构件和阀盖三部分组成。阀座在阀体上，阀杆带动手动截止阀的启闭件做升降运动，阀瓣与阀座的离合，使手动截止阀启闭。启闭机构由阀瓣、阀杆和驱动装置（手轮）组成，阀杆用梯形螺纹拧在阀盖上，手轮和阀瓣固定在阀杆的上下两端，转动手轮，阀杆可升起或降落，以带动阀瓣靠近或离开阀座来关闭和开启，阀瓣与阀座密切相配，靠阀杆的压力使阀瓣紧压在阀座上，这时手动截止阀处于完全关闭状态，阀门严密不漏。

为了解决手动调节阀在钠还原体系中精密控制的问题，现专门设计了电动调节阀门，及波纹管密封小口径单座调节阀。电动调节阀由执行机构和阀体组成，阀体又由阀芯、阀座、阀杆、上盖等组成。上盖由双头螺栓和螺母连接，中间采用波纹管结构来密封阀杆，防止介质从内部流出。阀体材质为耐腐蚀合金，填料材质为聚四氟乙烯。芯座材质使用不锈钢。波纹管材质也为不锈钢。执行机构采用电动执行机构，该执行机构的控制采用数模结合电控方式，由模拟电路实现控制功能，数字电路完成动态监控，保证执行机构安全可靠运行。电动执行机构由电机驱动阀芯，沿着导向筒上下移动[2]。

图1 手动调节阀示意图

图2 电动调节阀示意图

将此电动调节阀应用于钠还原体系中用于控制注钠的调节阀。

1.2 使用电动调节阀的优势

因电动调节阀采用数模结合的电控方式，保证执行机构安全可靠运行。

现场操作人员可以对阀门进行异地操作控制，防止突发意外造成人员不必要的伤害。

实现注钠方式的自动化控制，确保下钠量的精密、稳定。同时可以解放劳动力，减少人员劳动强度。确保操作过程的一致性,实现工业化、标准化、信息化生产。

2 两种阀门的应用试验及结果

2.1 实验方案设计

（1）将两种阀门应用于同一成熟的钠还原氟钽酸钾反应工艺设计；

（2）选定现有的钠还原反应装备；

（3）将以上两种阀门分别安装在选定的同一个钠还原反应装备上；

（4）使用1.3 中提到的反应装备上分别生产八批炉次进行产品差异性比较；

（5）为了区别这两种阀门对产品的不同影响，将使用手动调节阀生产的产品，用字母A 表示，使用电动调节阀生产的产品，用字母B 表示，看哪个阀门使用效果更好[3]。

2.2 测试结果

2.2.1 比表面积（BET）的测试

利用贝士德仪器科技（ 北京）有限公司生产的3H-2000BET-M 型全自动氮吸附比表面积测试仪，分析了样品A、B 样品的比表面积（BET），相关结果列于表1、图3。

表1 样品A、样品B 的比表面积 单位：m2/g

图3 不同注钠方式下样品比表面积的波动图

由表1 和图3 可以看出采用电动调节阀制备的样品比表面积波动性小，稳定，易于控制。

2.2.2 费氏平均粒径的测试

利用丹东华宇仪器有限公司的费氏亚筛分仪分析了样品A、样品B 的费氏平均粒径（FSSS），费氏平均粒径是用费氏亚筛分仪通过气透法测定装填在金属管里的粉末的流速得到的，相关结果列于表2、图4。

表2 样品A、样品B 的费氏平均粒径 单位：μm

图4 不同注钠方式下样品费氏平均粒径的波动图

由表2 和图4 可以看出采用电动调节阀制备的样品FSSS 波动性小，稳定，易于控制。

2.2.3 氧含量的测试

利用美国LECO CS 厂家生产的LECO CS-436 型氧氮分析仪，分析了样品A、样品B 的氧含量，相关结果列于表3、图5。

表3 样品A、样品B 中氧含量 单位：ppm

图5 不同注钠方式下样品氧含量的波动图

由表3 和图5 可以看出采用电动调节阀制备的样品氧含量波动性小，稳定，易于控制。

2.2.4 实验结果

从表1 和图3 可以看出:采用电动调节阀制备的样品B 比采用手动调节阀制备的样品A 比表面积波动性小，稳定，易于控制。

从表2 和图4 可以看出:采用电动调节阀制备的样品B 比采用手动调节阀制备的样品A 费氏平均粒径波动性小，稳定，易于控制[4-6]。

从表3 和图5 可以看出:采用电动调节阀制备的样品B 比采用手动调节阀制备的样品A 氧含量波动性小，稳定，易于控制。

3 结果结论

该文通过对电动调节阀在钠还原生产中的应用进行了分析，提出电动调节阀对钽粉的一致性有重要的影响，与手动调节阀相比产品的性能稳定性更好，电动调节阀更易于控制，因此电动调节阀更适用于钠还原体系的生产。