钛渣品位对氯化反应的影响

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钛渣品位对氯化反应影响的分析

目录

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2 钛渣成分简述 (3)

3 氯化炉内反应分析 (5)

的氯化 (5)

3.1钛渣中TIO

2

3.2钛渣中钛的低价氧化物的氯化 (5)

3.3 钛渣中各种杂质氧化物的氯化 (5)

3.4二次反应 (6)

4.以78%矿和85%矿为例对加入钛渣量和配碳比的分析 (7)

5 78%渣和85%渣对排盐量和收尘量的分析 (8)

5.1 78%矿对排盐量和收尘量的计算分析 (8)

5.2 85%矿对排盐量和收尘量的计算分析 (9)

6 设定氯化炉产量为100T/天时所需原料量及产生的废盐废渣的量 (10)

7 低品位钛渣在实际应用中的分析 (10)

7.1低品位钛渣的分析 (11)

7.2使用低品位钛渣对氯化生产的影响 (11)

8 结语 (12)

关键字：钛渣、TiO2品味、配碳比、废盐、废渣

1 .

熔盐氯化是将钛渣和石油焦悬浮在熔盐介质中，高钛渣和氯气反应生成四氯化钛。它的主要优点是能处理钙镁氧化物含量高、二氧化钛品位低的原料。缺点是对大量的废熔盐回收处理困难，炉衬材料由于受高温熔盐的侵蚀寿命较短。

影响熔盐氯化炉反应的因素主要有氯气流量和浓度、高钛渣和石油焦的配比、及其粒度和粒度分布，高钛渣的化学成分等因素。其中，高钛渣和石油焦对热平衡的影响主要表现在两个方面：1、是粒度和粒度分布影响其反应速度和反应的完全程度；2、石油焦中过量的碳会和尾气中的氧气发生氧化反应放出热量。高钛渣化学成分对氯化反应的影响主要表现在各组分与氯气发生化学反应时所放出的能量不同，由于高钛渣的化学成分波动较大，因此高钛渣的化学成分是生产中影响氯化炉内热量平衡的因素之一。

综上所述熔盐的组成对TiO2氯化过程的氯化速度有很大影响。因此高钛渣质量好坏就直接关系到熔盐氯化生产的正常进行。从理论上说，品位过低，氯化反应效果差且产量低，品位高，氯化反应效果好且产量高。

本文通过理论计算以及攀钢钛曾经使用低品位钛渣得出的经验对使用不同

品位钛渣对氯化生产的影响作分析

2 钛渣成分简述

从氯化来说，要求钛渣的品位越高越好。因为杂质含量低，氯气利用率高，渣量及排渣次数减少，并减轻收尘、淋洗等后续系统的负担，这对改善TiCl4质量、提高收率、降低成本都有好处。但是随着钛渣品位的升高，钛渣的成本会急剧上升。品位为78%和85%的高钛渣的化学成分见表1、表2。

表1 钛渣的化学成分(品位为78%)

成分各种成分的含量，%（质量）

TiO277.3

FeO 2.07

Al2O3 2.57

SiO2 4.18

P2O50.01

Cato 2.37

MnO 1.06

Mao 9.38

V2O50.1

S 0.06

H2O 0.49

其它0.41

表2钛渣的化学成分（品位为85%）

成分各种成分的含量，%（质量）

TiO285.04

FeO0.84

Al2O3 3.10

SiO2 4.18

P2O50.01

Cato 2.3

MnO 1.34

Mao 6.75

V2O50.24

S 0.03

H2O 痕量

其它0.20

钛渣中含有多种杂质氧化物(如FeO、Fe2O3、CaO、MgO、MnO、Al2O3、SiO2等)。这些杂质氧化物对钛渣的氯化率有很大影响，为了制得高品位的海绵钛，从环境和经济效率上综合考虑，现在一般采用氯化的方法除去这些杂质。

目前，TiCl4工业生产主要采用沸腾氯化法和熔盐氯化法。

3 氯化炉内反应分析

熔盐氯化是将钛渣和石油焦悬浮在熔盐介质中，高钛渣和氯气反应生成TiCl4。氯化炉内的反应主要分为以下四种：

3.1钛渣中TiO2的氯化

（1）TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO

（2）TiO2+C+2Cl2=TiCl4+CO2

3.2钛渣中钛的低价氧化物的氯化

(3)1/4Ti2O3+3/8C+Cl2=1/2TiCl4+3/8CO2

(4)1/4Ti2O3+3/4C+Cl2=1/2TiCl4+3/4CO

(5) 1/6Ti3O5+5/6C+Cl2=1/2 TiCl4+5/6CO

(6)1/6Ti3O5+5/12C+1/2Cl2=1/4TiCl4+5/12CO2

(7)1/2TiO+1/2C+ Cl2=1/2 TiCl4+1/2CO

(8)1/2TiO+1/4C+ Cl2=1/2 TiCl4+1/4CO2

3.3 钛渣中各种杂质氧化物的氯化

(9)2/3FeO+2/3C+Cl2=2/3FeCl3+2/3CO

(10) 2/3FeO+1/3C+Cl2=2/3FeCl3+1/3CO2

(11) FeO+C+Cl2=FeCl2+CO

(12) FeO+1/2C+Cl2=FeCl2+1/2CO2

(13)1/3Fe2O3+C+Cl2=2/3FeCl3+CO

(14) 1/3Fe2O3+1/2C+Cl2=2/3FeCl3+ 1/2CO2

(15) CaO+C+Cl2=CaCl2+CO

(16) CaO+1/2C+Cl2=CaCl2+1/2CO2

(17) MgO+C+Cl2=MgCl2+CO