四氯化钛精制中的矿物油与铝粉除钒研究与实践

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1、四氯化钛精制中的矿物油与铝粉除锐研究与实践摘要本文概要介绍了国内常用的四种四氯化钛除锐方法，着重介绍了矿物油除锐与铝粉除锐的原理及设备，通过对锦州铁合金用的盘管式蒸汽加热反应器除锐与攀钢海绵钛生产所用的电加热蒸憎釜除锐工艺、设备等对比展开研究。关键词：四氯化钛、除锐、矿物油本文主要针对除锐进行初步的探讨，目前工业上主要有四种化学除飢方法，Cu除帆法、H2S除帆法、有机物除帆法和铝粉除帆法。铝粉除饥法，它主要是用电加热蒸馆釜除饥使液体通过精馆、蒸慵塔冷凝下来。铝粉除飢选用的反应器是电加热式蒸饰釜,在设定时间内将制备好的低价四氯化钛矿浆加入蒸锚釜中,将制备的TiCl3-A

2、lCl3-TiCU除锐矿浆液,加入到被净化的TiCb中，TiCl3与溶于TiCb屮的VOCb反应生成VOCb沉淀，从而达到除饥效果。同时铝粉除锐矿浆液的制备是一个间歇操作过程。矿物油除饥，选用的反应器是用蒸汽间接加热四氯化钛，将适量的矿物油加入粗四氯化钛溶液屮，溶解于四氯化钛中的有机物在高温下碳化，并逐渐裂解高度分散，成为高活性的碳粒，在粗TiCb屮的VOCI3和其他氯化物杂质对有机物的裂解具有催化作用，生产的碳粒具有吸附作用，使其以固态的形式沉淀下来，从而达到除饥的冃的，对反应器里的物料釆用的是蒸汽间接加热。2除机原理及特点目前，国内常用的四氯化钛除饥方法有四种，分

3、别是Cu丝除锐、H2S除锐、A1粉除飢和有机物除飢。在生产海绵钛初期，我国就采用过铜粉除饥法，这种方法同铝粉除饥的方法一样，属于间歇操作。对于铜粉除锐法来说耗量大，从失效的铜粉中回收TiCl4困难，从经济成本、技术等方而考虑都不是很理想。所以一直在对其进行改进,研究岀了铜屑或铜丝气相除帆法，并得到应用。2.1Cu除帆法Cu除帆是Cu去除TiCl4屮的VOCh，TiCb与Cu反应生成屮间产CuCITiCla，后者还原VOC13生成不溶性的VOCb沉淀；TiC14+Cu=CuCl•TiC13CuCl•TiCla+VOCI3=VOChl+CuCl+TiCl4Cu还可以溶于T

4、iCl4中的Cb、AICI3、FeCh进行反应,当AlCh在TiCl4中的浓度大于0.01%时，则会使Cu表而钝化，阻碍除锐反应的进行。所以，当CTT屮的AlCh浓度较高时，一般要在除帆之前进行除铝。采用铜除锐对产品不会产生污染，除锐同时还可除去有机物等杂质。但失效铜丝的再生洗涤的操作麻烦，劳动强度大，劳动条件差，并产生含铜废水污染,也不便于从屮回收帆，除帆成本高。所以，铜丝除饥法仅适合于处理含饥量低的原料和小规模生产海绵钛厂使用。2.2H2S除帆法利用H?S除锐效果较好，H?S是一种强还原剂，它将VOCh还原为VOC12：2VOC1S+H2S=2VOCI2+2HC1

5、+SH2S也可与TiCb反应生成钛硫氯化物：Tia4+H2S=TiSC12+2HClH2S除锐成本低，除锐效果较好，但是HS—种具有恶臭味的剧毒和易爆气体，并与TiCh反应生成钛硫氯化合物沉淀，引起管道和塔板的堵塞，并降低TiCU的回收率。2.3A1粉除帆法铝粉除饥的实质就是TiCls除锐，在有三氯化铝为催化剂的条件下，细铝粉可以还原TiCb为TiCl3,采用这种制备低价TiCh矿浆进行除锐，把这种矿浆液加入到精四氯化钛中，TiCh与矿浆TiCl4中的VOCI3反应生成VOCI2沉淀。攀钢海绵钛采用铝粉除饥有利于提高钛的回收率，除饥残渣易从TiCl4中分离出来，并可以

6、从屮回收帆，但铝粉价格较为昂贵，是一种易爆的物质，增加了危险系数，对安全防护要求较高。再次除帆铝粉的制备是一个间歇操作的过程°2.4矿物油除帆法有机物除饥操作相对而言较为简单，一般选用矿物油进行除饥。它是将少量的矿物油加入TiCl4中搅拌混合均匀，将混合物加热至有机碳化温度使其碳化，加热温度在120-138C。,新生的活性碳将VOCh还原为VOCb沉淀，或是活性炭吸附帆杂质而到达除帆目的。有机物除锐操作便捷，除帆效果也较好，但除帆残渣易在容器壁上结疤，难以清除，管道容易堵塞，必须要使用氮气等来吹通管路。粗四氯化钛和矿物油的混合物是连续加入反应器屮进行除帆的。3锦钛矿物

7、油除机原理锦钛精制反应器中主要物料是粗四氯化钛与矿物油，以800：1比例的混合料，通过加热蒸汽进行加热反应，温度在136-145C°条件下，矿物油转化为活性炭，活性炭除去粗四氯化钛屮VOC1?的直接物质，活性炭将还原成在四氯化钛屮不溶解。另外活性炭粒还具有吸附作用，使其以固态的形式沉淀，新生的活性炭还可使VOC1还原为VOC12沉淀，从而达到除帆的目的。由于泥浆在反应器屮是呈不均匀分布，通过搅拌器搅拌使其均匀分布，最后将从反应器上部或屮部排出泥浆到泥浆罐。这种新生态的微细碳粒可选择性吸附或述原VOC1,使其以固态形式沉淀：voci3+c=VOCI3I