四氯化钛生产工艺研究_常跃仁
四氯化钛生产车间工艺
储矿备料1、基本原理外购的石油焦和氯化钠含有的水分会造成对产品的影响，根据原料的水分要求对石油焦和氯化钠进行微波干燥，通过烘烤物料，蒸发水分，使石油焦和氯化钠含水≤0.5%。
2、工艺流程氯化工艺1、基本原理熔盐氯化是固体含钛物料与气体氯气在介质熔盐里温度为720-800оC的反应。
氯化反应目的是使TiO2最大程度氯化，TiO2的氯化速率取决于多种因素，例如温度，氧化物的活性，还原剂及氯化剂的类型，熔盐的物理特性和成分（表面X力、黏度、润湿性）。
参与氯化反应组分的催化性能。
熔盐氯化主要反应方程式如下：TiO2＋C＋2Cl2====TiCl4＋CO2铁，铝，锰，铬的氧化物在和氯气反应后生成的氯化物极易溶解在熔盐中，作为氯化反应的催化剂。
在氯化熔盐中，这些氯化物适宜的浓度能增加熔盐的活性，能提高高钛渣的氯化速率。
氯气浓度对氯化反应有很大影响，入炉氯气浓度一般在80%到90%（vol.），其余为空气。
氯化反应的温度通过从淋洗循环槽返回的泥浆量调整氯化炉温度。
放热反应产生的多余热量蒸发了返炉泥浆中的四氯化钛，然后四氯化钛就和混合炉气一起进入冷凝系统。
生产粗四氯化钛是升华和冷凝的过程。
冷凝是改变物质的物理状态，从气相变为液相，而升华是没有经过中间的液相，直接从固相转变为气相，这些过程均伴随着热损失。
混合炉气从气相转变为液相或固相的温度取决于混合炉气中各种物质的蒸汽分压。
氯化工序的产品是粗四氯化钛，首先冷凝高沸点氯化物，然后冷凝四氯化钛及低沸点氯化物。
2、工艺流程粗四氯化钛工艺流程图粗四氯化钛3、主要生产过程及技术参数外购的NaCl和石油焦（含水量都为1%），人工开袋后送入各自料仓，经微波干燥后（含水量都变为0.5%）皮带输送到斗式提升机，再由斗式提升机送到各自干燥后料仓，然后由埋刮板输送机送到氯化工段的氯化钠仓和煅后焦仓；外购和自产的高钛渣，人工开袋后送入高钛渣料仓，经埋刮板输送机送到斗式提升机，再由斗式提升机送到高钛渣干燥后料仓，然后由埋刮板输送机送到氯化工段的高钛渣仓。
一种超高纯度四氯化钛的生产方法与流程
一种超高纯度四氯化钛的生产方法与流程【原创版3篇】《一种超高纯度四氯化钛的生产方法与流程》篇1一种超高纯度四氯化钛的生产方法包括以下步骤：1. 钛铁矿的制备：采用硫酸分解钛铁矿的方法，将钛铁矿与浓硫酸反应，制备二氧化钛。
2. 二氧化钛的制备：将二氧化钛与氢气在高温下反应，制备四氯化钛。
3. 四氯化钛的纯化：将四氯化钛溶液经过多次纯化，除去杂质，获得超高纯度四氯化钛。
具体的生产流程如下：1. 钛铁矿的制备：将钛铁矿与浓硫酸在反应釜中反应，制备二氧化钛。
反应结束后，将反应产物进行过滤、洗涤、干燥等处理，得到纯度较高的二氧化钛。
2. 二氧化钛的制备：将二氧化钛与氢气在高温下反应，制备四氯化钛。
反应需要在高温高压下进行，以确保反应的进行和四氯化钛的纯度。
反应结束后，将反应产物进行冷却、过滤、洗涤等处理，得到四氯化钛。
3. 四氯化钛的纯化：将四氯化钛溶液经过多次纯化，除去杂质，获得超高纯度四氯化钛。
具体的纯化方法包括离子交换、膜分离、萃取等。
在生产过程中，需要对生产环境进行严格控制，避免四氯化钛被污染。
《一种超高纯度四氯化钛的生产方法与流程》篇2一种超高纯度四氯化钛的生产方法包括以下步骤：1. 钛铁矿的精选：选择高品质的钛铁矿，经过粉碎、筛分、干燥等处理，得到符合要求的钛铁矿。
2. 硫酸分解：将精选的钛铁矿与浓硫酸混合，在高温高压下进行反应，得到二氧化钛和硫酸亚铁。
3. 杂质去除：加入铁屑，将二氧化钛中的杂质还原为金属杂质，然后通过过滤、洗涤等方法去除杂质。
4. 氯化：将纯净的二氧化钛与氯气反应，得到四氯化钛。
5. 精炼：将四氯化钛进行升华、结晶等处理，得到超高纯度的四氯化钛。
具体的生产流程可能因厂家、生产规模等因素而有所不同，但以上步骤是制备超高纯度四氯化钛的关键步骤。
《一种超高纯度四氯化钛的生产方法与流程》篇3一种超高纯度四氯化钛的生产方法包括以下步骤：1. 钛铁矿的制备：将天然钛铁矿进行磨碎、筛分、干燥等处理，得到符合要求的钛铁矿。
四氯化钛生产除杂工艺
四氯化钛生产除杂工艺
1四氯化钛生产原料
四氯化钛是重要的无机盐，主要生产原料是钛酸钠和氯气，这两种原料有一定的要求，钛酸钠要求水份少，含钛量要求高，而氯气要求是纯净的，要求99.9%以上的纯净无杂质。
2四氯化钛生产工艺流程
四氯化钛生产包括分离钛酸钠、脱水、还原出氧、燃烧氧化、吸收钠、出料等步骤。
步骤一：将钛酸钠倒入反应釜中，加热溶解，排出水份，使钛酸钠吸水率低于1.4％；
步骤二：通过重力入口、离心机整流管及马达将氯气强制吹入反应釜内，氧化物质氯液和钛酸钠混合发生反应，产生四氯化钛悬浮液；
步骤三：将悬浮液冷却沉淀四氯化钛，再到过滤机中，过滤出比较纯净的四氯化钛；
步骤四：将粉状四氯化钛反复置入炉中，经过热风炉烘干即可完成出料。
3四氯化钛生产除杂
四氯化钛生产除杂工艺主要是利用水吸附精制膜，其原理是，将水作为催化剂，和氯气共同经过高温，膜系统会发生变化，从而形成一种催化膜，将除杂物吸附在膜表面，使含杂率降低，在其实质上提升了四氯化钛的分离度以及质量水准。
以上就是四氯化钛的生产除杂的工艺原理，四氯化钛在化工行业有很多的应用，工艺流程比较繁杂，但是正确操作可以更好地提高反应效率，降低生产成本，取得更好的生产效果。
四氯化钛生产工艺研究_常跃仁
文章编号:1007-967X(2009)04-0037-03四氯化钛生产工艺研究＊常跃仁(抚顺钛业有限公司,辽宁抚顺113001)摘 要:首先综述了近年来四氯化钛的生产工艺,并围绕氯化的准备阶段-配料部分进行了详细汇总。
对氯化部分,原料高钛渣品位和杂质元素含量高低,决定了国内外不同生产厂家使用不同的氯化工艺:熔盐氯化和沸腾氯化。
对这两种氯化的特点进行了总结。
在精制部分,通过四种不同除钒方式的对比,阐述了每种方法的优缺点,指出今后精制除钒向矿物油和铝粉除钒的方向发展。
关键词:四氯化钛,沸腾氯化,熔盐氯化,精制,铜丝除钒,硫化氢除钒,有机物除钒,铝粉除钒中图分类号:T Q124 文献标识码:A1 前 言四氯化钛(T i C l4)是生产海绵钛的最重要的中间产品。
金属钛性能优异,广泛应用于航空航天、国防工业、石油化工、航海设备、电子材料、发电设备、体育器材和医疗器械制造等。
随着我国经济不断增长,综合国力不断增强,钛的消费量增长速度很快,我国海绵钛工业生产已取得了很大的进步,现已成为世界上少数几个掌握全套工艺技术的国家之一。
据最乐观的预测(日本先进材料公司资料),到2010年世界钛材市场将扩大到12万t,对海绵钛的需求量将达15～16万t[1]。
根据我国钛工业发展规划,在“十一五”期间,国内海绵钛需求量将按照平均25%的速率增长,到2010年,国内海绵钛市场需求量将达到3.5万t。
据上述统计保守估算,到2010年全世界用于海绵钛生产所需四氯化钛约为62～66万t。
同时考虑到钛白行业的生产所需四氯化钛量,四氯化钛供应市场潜力巨大。
因此,在提高四氯化钛产量的同时,通过改善工艺流程,尽可能地提高四氯化钛产品质量具有十分重要的意义。
2 四氯化钛生产工艺对于四氯化钛的生产过程,虽然各个国家工艺流程上稍有差异,但主要是由配料、氯化和精制三部分组成。
下面就四氯化钛生产情况进行简要探讨。
2.1 配 料配料工段来自高位料仓合格粒度的富钛料与破碎、干燥后的石油焦按一定配料比加入到螺旋输送机,经初混后送入流化器,风送至氯化工段,经旋风和布袋收尘卸入混合料仓,供氯化炉使用[2]。
浅析四氯化钛工艺技术
浅析四氯化钛工艺技术廉荣申（中航天赫（唐山）钛业有限公司，河北省唐山063000）摘要:四氯化钛生产是以高钛渣（金红石）为原料，和石油焦按照一定比例混合后，高温下与氯气反应生成，经过杂质分离、提纯得到经四氯化钛，它是生产钛白粉和海绵钛的主要原料，笔者结合经验谈谈四氯化钛生产工艺。
关键词:四氯化钛；生产工艺；钛白粉;海绵钛doi:10.3969/j.issn.1008-1267.2019.04.019中图分类号:TQ134.1文献标志码:A 文章编号:1008-1267(2019)04-0052-02收稿日期：2019-03-14四氯化钛生产是以高钛渣（金红石）为原料，和石油焦按照100:28~33的比例均匀混合后入炉，在高温下通入氯气进行反应而生成，炉气经过气固分离、液化、过滤得到粗四氯化钛，尾气经水洗、碱洗后达标排放，粗四氯化钛经精馏得到成品精四氯化钛，工艺过程分为氯化和精制两步来完成，氯化阶段根据原料的不同所采取的工艺路线有所区别，分为沸腾氯化法和熔盐氯化法；精馏过程根据除钒方式的不同分为矿物油除钒、铜丝除钒、铝粉除钒，下面笔者结合经验谈谈四氯化钛生产工艺。
1四氯化钛沸腾氯化法工艺技术沸腾氯化法是目前主流工艺技术，通过在炉内沸腾产生颗粒碰撞从而产生化学反应，其反应的主方程式为：TiO 2+C+2CI 2==TiCI 4+CO 2+Q ，此反应通过放热能够使其维持顺利进行。
反应产生的炉气经气固分离器降温并分离大部分固体粉尘，进入淋洗吸收系统进行液化处理，未被吸收的尾气经过水洗碱洗后合格排放，吸收下来的四氯化钛经过固液分离得到半成品四氯化钛，固体含量较高的泥浆返喷回收尘器气化分离。
该过程根据原料纯度的不同在设备结构上有所区别，当原料纯度达到93%以上、氧化钙含量0.3%以下、氧化镁含量0.9%以下时采用的氯化炉一般为有筛板上排渣的方式进行，配套的收尘器为旋风式收尘器；原料纯度在90%~93%时，氧化钙和氧化镁含量超过上述指标一倍以内的一般配套无筛板下排渣的方式，同时收尘器为重力沉降式多级串联方式。
美国四氯化钛沸腾氯化与精制技术
引进的美国沸腾氯化与精制技术现已在国内某 海绵钛生产企业投入生产，生产实践表明，该技术在 各项技术经济指标和环境保护方面较国内沸腾氯化 与精制技术具有明显优势，体现了该技术科学的、人 性化的设计理念。美国沸腾氯化与精制技术在系统 结构设计上与国内传统技术大体一致，主要包括氯 化系统、收尘系统、淋洗和冷凝系统、精制系统以及 尾气处理系统和蛇形废气处理系统。其工艺流程如 图 1 所示，其特点主要体现在以下几个方面。
3 结语
美国沸腾氯化与精制技术是当今国际上领先的 四氯化钛制取技术。生产实践证明，采用该技术能 够高效、节能、环保地生产高品质精四氯化钛。国内 海绵钛生产企业成功引进和实施该技术，使我国四 氯化钛生产技术进入了世界先进水平行列，实现了 我国沸腾氯化和精制技术及设备的升级换代，为今 后我国海绵钛企业选择配套四氯化钛生产技术明确 了方向。如何实现引进技术的技术经济指标，还需 要每一位钛冶金工作者在今后的生产实践中努力研 究和探索，更好地消化吸收和创新该项新技术，以增 强企业的核心竞争力，为企业创造更大的经济效益。
Abstract： In 2007，a domestic titanium sponge production enterprise introduced the most advanced fluidizing chlorination and refining technology from American in the world at that time． The technology was used for preparing pure titanium tetrachloride with low unit consumption，low environmental pollution，high product quality，high automation，supporting the production of titanium sponge． This paper analyzed the characteristics of American fluidizing chlorination and refining technology and the key to digest and absorb the technology to provide the reference for the selection，using and innovation of this technology． Key words： fluidizing chlorination； refining； titanium tetrachloride； technical characteristics； advantage
四氯化钛生产工艺及废气的处理
四氯化钛生产工艺及废气的处理作者：普正春来源：《价值工程》2020年第11期摘要：介绍了四氯化钛生产工艺及产业化生产过程中废气的产生情况，以及我国废气处理现状和一种氯化废气处理新技术。
Abstract： The paper presents generation of waste gas in titanium tetrachloride process and in the process of industrialization production， present status of its treatment in China， as well as a novel technology for treating chlorinated waste gas.关键词：四氯化钛;废气;综合利用Key words： titanium tetrachloride;waste gas;recycling中图分类号：X701; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文獻标识码：A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章编号：1006-4311（2020）11-0169-020; 引言四氯化钛是生产海绵钛和氯化法钛白粉的重要原料，其以富钛料（二氧化钛含量不小于75%的高钛渣或人造金红石）和石油焦按一定的比例充分混合后通过传输系统进入反应炉中，在一定温度条件下和氯气进行反应，得到混合炉气，经过分离系统将气态和固态进行分离，气态部分通过液化、过滤等工艺就可得到粗四氯化钛，粗四氯化钛经进一步提纯后可得到精四氯化钛，精四氯化钛可直接销售或用于精细钛制品的生产中。
1; 四氯化钛生产工艺简介目前，四氯化钛的主流生产工艺主要有沸腾氯化和熔盐氯化两种，其中熔盐氯化法主要应用于哈萨克斯坦、乌克兰等国家，因其对富钛料质量要求较沸腾氧化法低，为实现钛矿资源的价值最大化，我国也有部分企业采用熔盐氯化的方式;沸腾氯化法对原料的要求较高，主要应用于美、日等发达国家，我国沸腾氯化工艺从20世纪70年代的Φ450mm 小型试验炉开始，分别经历了Φ600mm、Φ1200 mm、Φ2400 mm 工业炉，目前，云南某企业建成了直径7米的大型沸腾氯化炉并投入工业化生产。
四氯化钛电解法制备钛新工艺流程
四氯化钛电解法制备钛新工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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粗四氯化钛精制
粗四氯化钛精制
1、粗四氯化钛精制生产工艺流程应根据除钢的方法来确定除低沸点物、高沸点物和三氯氧钢杂质的JII页序。
2、除钢工艺宜选择有机物或铝粉除钢，不宜选择铜除钢工艺。
采用铝粉除钢的工艺，宜单独设置低价钛制备装置。
3、蒸储塔、精储塔应设置测温装置、测压装置、回流口和回流调节装置。
4、再沸器加热宜采用蒸汽间接加热方式。
5、精微塔顶四氯化钛气体冷凝应设两级冷凝装置，第一级可用空气或循环水作为换热介质，第二级宜采用循环水或低温水作为换热介质。
6、含钢的高沸点物、低沸点物的中间贮存宜分开设置，低沸点物应返回氯化工序，含钢高沸点物的处理可采用干蒸法，也可返回氯化工序。
采用干蒸法时，蒸出的混合气体应采用强制冷凝回收四氯化钛。
四氯化钛调研报告
四氯化钛调研报告四氯化钛调研报告一、引言四氯化钛是一种重要的无机化学品，是用于生产高纯度钛的关键原料之一。
它具有广泛的应用领域，包括制备钛金属、合成高级陶瓷材料、催化剂等。
本报告旨在对四氯化钛的市场现状、应用领域、生产工艺以及相关政策进行调研，为企业决策提供参考。
二、市场现状目前，世界上最主要的四氯化钛生产国是中国、美国和俄罗斯。
其中，中国以其庞大的化工产能和资源储备成为全球最大的四氯化钛生产国。
四氯化钛的市场需求主要来自于钛金属生产和化工材料领域。
随着全球经济的发展以及新兴产业的壮大，对四氯化钛的需求将进一步增加。
三、应用领域1. 制备钛金属：四氯化钛是制备高纯度钛的重要原料，广泛应用于航空、航天、军工等高端领域。
2. 高级陶瓷材料：四氯化钛作为陶瓷材料的添加剂，能够提高材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
3. 催化剂：四氯化钛可用于制备催化剂，广泛应用于化工、制药、石化等行业。
四、生产工艺四氯化钛的生产一般通过氯化法进行，主要步骤包括钛精矿预处理、氯化反应、升华分离和纯化等。
具体工艺流程包括：1. 钛精矿预处理：钛精矿一般为钛石，需要经过破碎、浸出等步骤，将钛精矿中的杂质和杂质分离。
2. 氯化反应：预处理后的钛精矿与氯气反应，生成四氯化钛。
反应需要在高温和高氯气浓度下进行。
3. 升华分离：四氯化钛在适当的温度下升华，与氯化物等杂质分离。
4. 纯化：通过冷凝和深度处理等方式，进一步纯化四氯化钛。
五、相关政策为了规范四氯化钛产业，中国政府出台了一系列政策，包括环境保护、安全生产等方面的要求。
企业在生产过程中需要符合相关法律法规，加强安全生产意识，减少环境污染。
六、结论四氯化钛是一种重要的无机化学品，具有广泛的应用领域。
随着全球经济的发展以及新兴产业的崛起，对四氯化钛的需求将进一步增加。
在生产过程中，企业应该加强安全生产管理，减少环境污染，以满足市场需求和政府规定。
参考文献：1. Liu, J., & Shu, D. (2014). Anhydrous and Hydrated Crystal Structures of Titanium Tetrachloride. Inorganic Chemistry, 54(7), 3220-3227.2. Zhang, Y., Yanagi, H., & Arita, M. (2009). Effects of metals on characteristics of TiO2 prepared from titanium tetrachloride. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 85(1-2), 385-391.。
以四氯化钛为原料制备超（微）细TiO2工艺技术评述
以四氯化钛为原料制备超（微）细TiO2工艺技术评述
常世伦;周强
【期刊名称】《中国氯碱》
【年(卷),期】1996(000)005
【摘要】本文简介超（微）细ＴｉＯ２产品及其市场前景，重点介绍了以ＴｉＯ４为原料，采用气相法或液相法生产超（微）细ＴｉＯ２的工艺技术水平及发展趋势，指出了应着重解决的一些问题。
【总页数】6页(P3-8)
【作者】常世伦;周强
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TQ621.12
【相关文献】
1.超细、纳米晶硬质合金的原料制备研究 [J], 钟毓斌;孙娟;涂洁;郝立伟
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文章编号:1007-967X(2009)04-0037-03四氯化钛生产工艺研究＊常跃仁(抚顺钛业有限公司,辽宁抚顺113001)摘 要:首先综述了近年来四氯化钛的生产工艺,并围绕氯化的准备阶段-配料部分进行了详细汇总。
对氯化部分,原料高钛渣品位和杂质元素含量高低,决定了国内外不同生产厂家使用不同的氯化工艺:熔盐氯化和沸腾氯化。
对这两种氯化的特点进行了总结。
在精制部分,通过四种不同除钒方式的对比,阐述了每种方法的优缺点,指出今后精制除钒向矿物油和铝粉除钒的方向发展。
关键词:四氯化钛,沸腾氯化,熔盐氯化,精制,铜丝除钒,硫化氢除钒,有机物除钒,铝粉除钒中图分类号:T Q124 文献标识码:A1 前 言四氯化钛(T i C l4)是生产海绵钛的最重要的中间产品。
金属钛性能优异,广泛应用于航空航天、国防工业、石油化工、航海设备、电子材料、发电设备、体育器材和医疗器械制造等。
随着我国经济不断增长,综合国力不断增强,钛的消费量增长速度很快,我国海绵钛工业生产已取得了很大的进步,现已成为世界上少数几个掌握全套工艺技术的国家之一。
据最乐观的预测(日本先进材料公司资料),到2010年世界钛材市场将扩大到12万t,对海绵钛的需求量将达15～16万t[1]。
根据我国钛工业发展规划,在“十一五”期间,国内海绵钛需求量将按照平均25%的速率增长,到2010年,国内海绵钛市场需求量将达到3.5万t。
据上述统计保守估算,到2010年全世界用于海绵钛生产所需四氯化钛约为62～66万t。
同时考虑到钛白行业的生产所需四氯化钛量,四氯化钛供应市场潜力巨大。
因此,在提高四氯化钛产量的同时,通过改善工艺流程,尽可能地提高四氯化钛产品质量具有十分重要的意义。
2 四氯化钛生产工艺对于四氯化钛的生产过程,虽然各个国家工艺流程上稍有差异,但主要是由配料、氯化和精制三部分组成。
下面就四氯化钛生产情况进行简要探讨。
2.1 配 料配料工段来自高位料仓合格粒度的富钛料与破碎、干燥后的石油焦按一定配料比加入到螺旋输送机,经初混后送入流化器,风送至氯化工段,经旋风和布袋收尘卸入混合料仓,供氯化炉使用[2]。
2.2 氯 化氯化工艺主要有沸腾氯化、熔盐氯化和竖炉氯化三种方法。
沸腾氯化是现行生产四氯化钛的主要方法(中国、日本、美国采用),其次是熔盐氯化(主要是独联体国家采用),而竖炉氯化已被淘汰。
沸腾氯化一般是以钙镁含量低的高品位富钛料为原料,而熔盐氯化则可使用含高钙镁的原料[2]。
2.2.1 沸腾氯化沸腾氯化是采用细颗粒富钛物料与固体碳质还原剂,在高温、氯气流作用下呈流态化状态,同时进行氯化反应制取T I C l4的方法[3～5]。
流态化氯化的操作温度一般控制在1000～1050℃,在此温度下富钛料发生加碳氯化反应,主要反应方程式如下:T i O2+2C l2+C=T i C l4+C O2(1) T i O2+2C l2+2C=T i C l4+2C O(2) T i O2+2C l2+2C O=T i C l4+2C O2(3)在实际生产中,准确的配炭比、氯料比、混合料粒度以及合适的氯化温度是影响沸腾氯化的关键因素。
有关氯化炉的性能见表1所示。
纵观国内外氯化炉的发展趋势是大型化、自动化和节约化,而且还必须要实现资源的充分利用,循环经济和清洁生产。
汇总起来国外钛厂氯化炉有以下几个特点:(1)大型化。
氯化炉沸腾段直径2.0m以上,日产能>50t/d,甚至3.0m以上炉型可使日产能>200t/d。
(2)吃精料。
国外现代化钛厂吃T i O292%～96%金红石或加部分高钛渣使用T i O2的原料,石油焦都用1#焦,这样大幅度地降低氯气消耗,且国外氯化生产技术可以回收没有反应的氯气,有利于环保、降低生产成本,而且排渣量也可以减少60%～70%,排渣周期大大延长,降低了工人劳动强度。
(3)适中的流化速度。
国外大部分厂家选择<第25卷第4期2009年8月有 色 矿 冶N O N-F E R R O U SMI N I N G A N D ME T A L L U R G YV o l.25.№4A u g u s t2009＊收稿日期:2009-06-01作者简介:常跃仁(1973-),男,河南许昌人,工学学士,主要从事钛冶金。
0.305m/s的空塔速度,而国内采用的是0.35～0. 48m/s的空塔速度,带来氯化炉腔壁冲刷严重,氯气反映率低,尾气含氯高。
国外正常操作时尾气含氯≤10p p m氯气单耗仅为我国的80%。
表1 国内外沸腾氯化炉性能一览表序号项目国内某厂克尔-麦吉杜邦(安萃奥克厂)日本住友美国I T I 1氯化炉日产/t·d-11754257.720056.832沸腾段沸腾段直径/m m100024404572300022353沸腾段截面积/m20.7854.67616.4107.0683.9234氯化炉总高/m13.167.9210.66810.12510.972 5扩散段直径/m4.00---4.2696沸腾段直径/扩大直径4.0---1.9417筛板开孔率/%0.7～1.350.082--0.238筛孔速度/m·s-112.59～6.4140.26--21.169沸腾段空塔速度/m·s-10.379～0.5880.1550.2110.3580.218 10使用原料高钛渣金红石金红石金红石金红石11非钛氧化物含量/%10～144～64～64～64～6钛原料单耗/t·t-10.5350.44-0.4440.450 12石油焦单耗/t·t-10.180.166-0.0850.12氧气单耗/t·t-11.131.045-1.0251.022 (4)操作高度的自动化多采用了尾气的在线自动分析等计算机自动控制手段。
氯化炉控制水平的提升使其生产水平单耗指标明显改善。
2.2.2 熔盐氯化熔盐氯化技术是针对高钙镁含量的含钛原料难以采用沸腾氯化技术的问题,采用的一种生产粗四氯化钛的生产技术。
目前只有我国的锦州铁合金厂钛白粉分厂和前苏联的海绵钛生产厂采用这种氯化技术。
在钛白行业只有锦州铁合金厂钛白粉分厂采用[4,6]。
含钛矿物熔盐氯化法的原理是将磨细的钛渣和石油焦悬浮在熔盐介质(碱金属和碱土金属氯化物)中通氯氯化生成四氯化钛的一种氯化方法。
碱金属氯化物(N a C I、K C I)和碱土金属氯化物(C a C l2、M g C l2)木身并不直接参与反应,但它们的物理化学性质(粘度、表面张力等)对氯化过程却有重要影响。
当高速的氯气流喷入熔盐后对熔盐和反应物产生了强烈的搅动。
氯气流本身分散成许多小泡,逐渐由底部向上移动。
在表面张力作用下,悬浮于熔盐中的固体粒子粘附在熔盐与氯气泡的界面上,随熔盐和气泡的流动而分散于整个熔体中,使反应物之间有良好接触,为氯化反应过程创造了必要条件。
反应物根据其性质差异,低蒸汽压组分(C a C l2、M g C l2、M n C l2、F e C l2)以熔融态转入熔盐中,高蒸汽压组分(T I C l4、S i C l4、A l C l3、F e C l3)以气态从熔盐中逸出进入收尘冷凝系统。
钛渣中难氯化组分(S i O2、A l2C3)逐渐以固体渣形式在熔盐中积累。
2.3 精 制生产精四氯化钛的原理是:通过蒸馏法除高沸点杂质;通过精馏法除低沸点杂质。
本工艺的焦点在如何除去杂质钒[7～8],目前工业生产中实际应用的粗四氯化钛精制除钒方法有铜丝除钒法、H2S除钒法、铝粉除钒法、有机物除钒法等。
独联体三家(俄罗斯A V I S M A、哈萨克斯坦U K T M P和乌克兰Z T M K)海绵钛生产企业目前仍使用铝粉除钒法;日本东邦钛(T o h o T i t a n i u m)公司曾采用H2S除钒法,大坂钛(O s a k a T i t a n i u m)公司采用有机物除钒法;美国T i m e t公司采用有机物除钒法;我国绝大部分钛厂则采用铜丝除钒法。
2.3.1 铜丝除钒法[4,9]铜丝作还原剂除去T i C l4中的V O C l3的机理是:在一定温度下,将与T i C l4沸点相近的V O C l3选择还原为沸点较高的固体物质V O C l2,使其从T i C l4溶液中析出并粘附在金属铜丝上,实现与T i C l4分离,主要反应方程式如下:T i C l4+C u=C u C l·T i C l3(4)C u C l·T i C l3+V O C l3=V O C l2+C u C l+T i C l4(5)该法缺点是不连续生产,失效铜丝球的再生洗涤操作麻烦,劳动强度大,条件差,并产生含铜废水,回收困难,造成环境污染,也不便于从中回收钒,而且此法不适宜于含钒高和大规模生产海绵钛及钛白粉厂家使用。
2.3.2 H2S除钒法[5,9]H2S除钒的原理是基于H2S选择性还原V O C l3为V O C l2,使其沉淀析出:2V O C l3+H2S=2V O C l2+2H C l+S(6)其中硫化氢也可与T i C l4反应生成钛硫氯化物。
T i C l4+H2S=T i S C l2+2H C l(7) H2S是一种有恶臭味的剧毒、易燃、易爆气体。
因此,采用H2S除钒劳动条件差,工艺较复杂。
但H2S除钒效果好,成本低。
对于粗T i C l4中含钒量较多,生产规模大的企业采用此法除钒是比较适宜的。
2.3.3 有机物除钒法[5,10]用于粗T i C l4除钒精制的有机物属碳氢化合物及其衍生物,可用于除钒的有机物种类很多,但一般38有 色 矿 冶 第25卷选用油类(如矿物油或植物油等)。
在加热条件下,将少量有机物加入到粗T i C l 4溶液中,溶解于T i C l 4中的有机物在高温下(一般为120～138℃)碳化,逐渐裂解为高度分散、高活性的新生态微细碳粒,同时粗T i C l 4中的V O C l 3和其他氯化物杂质对有机物的裂解具有催化作用,这种新生态的微细碳粒可选择性吸附或还原V O C l 3,使其以固态形式沉淀。
该法不但成本低、操作简便、流程简化,环境污染少,且除钒同时可除去铬、锡、锑、铁和铝等金属及杂质,能实现T i C l 4精制的连续操作,便于大型工业生产。
2.3.4 铝粉除钒法[5,11]铝粉除钒的实质是T i C l 3除钒,在有A l C l 3作催化剂的条件下,铝粉可将T i C l 4还原T i C l 3,此低价钛氯化物为强还原剂,而与T i C l 4中V O C l 3作用,使之还原为V O C l 2为高沸点(154℃)不溶于T i C l 4的固体物沉降后形成铝钒渣而从T i C l 4中除去:3T i C l 4+A l =3T i C l 3+A l C l 3(8)V O C l 3+T i C l 3=V O C l 2+T i C l 4(9)且A l C l 3可将溶于T i C l 4中的T i O C l 2转化为T i C l 4:A l C l 3+T i O C l 2=A l O C l +T i C l 4(10)除制造T i C l 3的T i C l 4浆液过程为间歇操作外,其他除钒过程可实现连续操作,属于“两步法”。