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海绵钛的氯化工艺

2020-05-31

氯化工艺

四氯化钛首要用作出产海绵钛、钛白粉及三氯化钛。其制取方法许多,首要有欢娱氯化、熔盐氯化和竖炉氯化3 种方法。欢娱氯化是现行出产四氯化钛的首要方法(我国、日本、美国选用),其次是熔盐氯化(独联体国家选用),而竖炉氯化已被淘汰。欢娱氯化一般是以钙镁含量低的高品位富钛料为材料,而熔盐氯化则可运用含高钙镁的材料。

1、欢娱氯化

欢娱氯化是选用细颗粒富钛料与固体碳质(石油焦)还原剂,在高温、氯气流的作用下呈流态化状况进行氯化反应,然后制取四氯化钛的方法。该法具有加快气-固相间传质及传热进程,强化出产的特色。国内外欢娱氯化运用的材料有高钛渣、天然金红石、人工金红石等。我国抚顺钛厂和遵义钛厂新建的欢娱氯化炉直径分别为Φ1.4 m与Φ2.4 m,选用独有的无筛板氯化技能,其间遵义钛厂规划日产粗四氯化钛70 t。

2、熔盐氯化

熔盐氯化是将磨细的钛渣或金红石和石油焦悬浮在熔盐(首要由KCl、NaCl、MgCl2 和CaCl2 组成)介质中,并通入氯气,然后制取四氯化钛的方法。一般也可运用电解镁的废电解质,在973K~1073K 条件下充入氯气,故氯化反应的速度遭到熔体的性质、组成,还原剂的品种,材料的性质,氯化温度,氯气浓度及通入速度,熔体高度,配碳量等要素的影响。独联体四氯化钛出产中最 佳的熔盐组成如表4 所示。

熔盐氯化法

熔盐氯化法是前苏联20 世纪60 年代研制成功,用以出产四氯化钛的方法,该法不只适用于前苏联的材料特色(钛渣含CaO+MgO 约6%),其炉子产能达20 t/m2 ~25 t/m2 四氯化钛,熔盐段截面积为6m2。大型熔盐氯化炉日产四氯化钛为120 t~150 t,原为矩形炉,现改为圆形炉,圆形熔盐氯化炉的尺度为Φ 5.0 m×8.5 m,内径Φ 内为2.76 m,长方形为4.5 m×3.5 m×8.5 m。圆形炉内无死角,炉体强度增大,3 年大修1 次,比矩形炉运用年限延伸近1 倍。熔盐氯化可运用多种富钛物料,除了含钙镁的钛渣外,现广泛运用由红钛铁矿(Fe2O3 3TiO2)熔炼的钛渣(TiO2 87%~91%),亦可运用金红石。
乌克兰选用熔盐氯化出产已有40 多年的历史,不只适用于该国钛精矿MgO、CaO 含量高的特色,还具有以下长处:1)氯化设备单位出产率高,可达20 t/m2·d ~25t/m2·d TiCl4;2)氯化温度低,为800℃,许多杂质不会因氯化而进入TiCl4;3)从炉料到工业四氯化钛,钛的回收率高,可达95%;熔盐自身有净化TiCl4 的作用,获得TiCl4杂质含量低,钒、氯、硅、碳等杂质总含量≤2%;制得TiCl4 产物达98%以上,可使AlCl3、FeCl3、CaO、MgO 和SiO2 等杂质留在熔盐介质中,然后排出;4)对材料粒度组成要求不高,可利用细小粒度的钛渣;5)反应进程不产生COCl2,废气无爆炸危险。废气中Cl2 和HCl 含量非常小,对环境污染也不大。

3、竖炉氯化

竖炉氯化是将被氯化的钛渣(或金红石)与石油焦细磨,加粘结剂混匀制团并经焦化,将制成的团块料堆放在竖式氯化炉中,呈固体层状况与氯气作用然后制取四氯化钛的方法,也称固定层氯化或团料氯化,该法底子已被淘汰。 

工业海绵钛

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