粗四氯化钛精制方法及比较word

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1、粗TiCl4精制除钒方法及比较内容提要：1.物理除钒尚未在工业中应用2.铜除钒法3.硫化氢出除钒法4.有机物除钒法5.铝粉除钒法关键词：化学除钒20目录：1.物理除钒----32.化学除钒----42.1铜除钒法----52.1.1除钒原理----52.1.2除钒流程----62.1.3小结----82.2硫化氢除钒法----92.2.1除钒原理----92.2.2除钒流程----92.2.3小结----112.3有机物除钒法----112.3.1除钒原理----112.3.2除钒流程----122.3.3小结-

2、---142.4铝粉除钒法----142.4.1除钒原理----142.4.2除钒流程----152.4.3小结----18总述----18参考文献----2020氯化法所生产的粗TiCl4中的钒杂质主要是VOCl3和VCl4，他们的存在使TiCl4呈黄色。“VOCl3是使海绵钛硬度增加的氧和钒的载体。”在海绵钛生产中有很大危害。精制除钒的目的不仅为了脱色，而且也为了除氧，这是精制昨夜极为重要的环节。1.物理方法除钒首先，TiCl4和钒杂质的的沸点和相对挥发度都很小，如TiCl4-VOCl3系中的两组份沸点差为1

3、00℃,相对挥发度a=1.22;而TiCl4-VCl4系两组份沸点差仅为140℃。尽管如此，从理论上讲利用物理方法除杂质钒还是可能的，如采用高效精馏塔除钒，然而高效精馏塔除钒有以下特点：优点：无需采用化学试剂精制过程是连续生产，易自动化分离出的可直接使用缺点：能量消耗大设备投资大需解决大功率釜的结构问题“VOCl3的沸点和TiCl420相接近，用精馏方法来分离就需要装有很多塔板的很高的塔，这在工业上是困难而又不经济的。”其次，TiCl4-VOCl3系中的两组份凝固点差异较大，约相差54℃.因此，理论上也可采用冷冻

4、结晶法除VOCl3。但冷冻冶炼产物至结晶，能量消耗很大，所以也未获得工业应用。（溶解在TiCl4中的液体和固体杂质，沸点与TiCl4相差较大的低沸点杂质和高沸点杂质可用蒸馏—精馏的方法进行分离。即通过严格控制精馏塔顶和塔底温度，将SiCl4和一些可溶性气体从塔顶分离；而FeCl3与AlCl3则留在釜内从而达到精制的目的。但与TiCl4沸点相近的杂质，如VOCl3用精馏方法分离就极不经济，通常采用化学方法。）几种可能的物理除钒法皆因条件限制目前未得工业应用，有待研究，那么我们了解、学习、比较粗TiCl4除钒的方法，

5、主要就是关于化学除钒的部分。2.化学方法除钒化学除钒是在粗TiCl4中加入一种试剂，使VOCl3杂质选择性还原，或选择性沉淀，生成难容的钒化合物和TiCl4相互分离；或是选择性溶解了VOCl3，使钒杂质和TiCl4分离。到目前可以使用的化学试剂已多达数十种，出下文将要比较的铜、铝、硫化氢、有机物外，已在工业上得到应用的有碳、20活性炭、硅酸、硅粉、铅、锌、铁、锑、镍、钙、镁、TiCl3-TiCl2、Fe-AlCl3、C-H2O、熔盐、氢、天然气、甚至肥皂水等。这些试剂在适当操作条件下，都具有良好的除钒效果。2.1

6、铜除钒法2.1.1除钒原理目前的研究普遍认为铜去除TiCl4中VOCl3机理是TiCl4与铜反应，生成中间产物CCl4-TiVOCl3,后者还原VOCl3生成不溶性的VOCl3沉淀：TiCl4+Cu=CuCl-TiCl3CuCl-TiCl3+VOCl3=VOCl2(沉淀)+CuCl+TiCl4铜还可以与溶于TiCl4中的Cl2、Alcl3、FeC3l进行反应。当AlCl3在TiCl4中浓度大于0.01%时，则会使铜表面钝化，阻碍除钒反应的进行。所以当粗TiCl4中的浓度较高时，一般要在除钒之前除铝。除铝的方法，一

7、般是将用水增温食盐或活性炭加入TiCl4进行处理。Alcl3与水反应生成AlOCl沉淀：AlCl3+H2O=AlOCl（沉淀）+2HCl加入的水也可使TiCl4发生部分水解生成TiOCl2；在有AlCl3存在时，可以将TiOCl2重新转化为TiCl4：TiCl4+H2O=TiOCl2+2HCl20TiOCl2+AlCl3=AlOCl（沉淀）+TiCl4（最早是将铜粉直接加入90～130℃的TiCl4液中。研究发现，铜粉在还原除钒的同时，还有除去溶解在粗TiCl4中的Cl2的作用。而且还发现，当AlCl3含量≥0.

8、01%时，它会使铜粉钝化。为了消除这种不良影响，采取加入用水润湿过的活性炭或NaCl颗粒带入水的办法预先使之水解成AlOCl沉淀将AlCl3除去：AlCl3+H2O==AlOCl↓+2H2O（5-2）此法对失效铜粉的再生以及从失效铜粉中回收TiCl4都比较困难。）2.1.2除钒流程前苏联海绵钛厂曾采用铜粉除钒法精制TiCl4。我国在生产海绵钛的初期，曾经采用过铜粉除钒法，