提高海绵钛生产原料四氯化钛纯度的研究.pdf

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1、·82·提高海绵钛生产原料四氯化钛纯度的研究术李水娥，张云，李容(贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳550003)摘要：通过蒸馏、精馏分别除去粗TiC1中的高沸点杂质和低沸点杂质，同时利用铜丝除钒法除去其中的主要含钒杂质——VOCl。和少量的VCI。结果表明，经过精制后四氯化钛的纯度达到国家标准。关键词：蒸馏精馏铜丝除钒精制四氯化钛纯度中图分类号：TF823文献标识码：B文章编号：1o02—6886(20n)04—0082—03StudyofImprovingthePurityofTiCI4AboutRawMaterialofManufactureingTitaniumSpongeLISh

2、uie，ZHANGYun，LIRongAbstract：High—boiling—pointimpurityandlow—boiling—pointimpurityofTiCI4isremovedbydistillationandrectifyrespectively，whileVOC13andVC14impurityisdisposedbyremovingofvanadiumbycopperware．TheresultsshowthatthepurityofTiC14byrefiningmeasuresuptothenationalstandards．Keywords：distilla

3、tion；rectify；removingofvanadiumbycopperware；refiningTiC14；purity出生成的蒸汽并使其冷凝，所得到的冷凝液与原来的液体0前言的组成不同，其中易挥发组分和含量较前增多，若再将此镁还原法生产海绵钛主要原料是精四氯化钛和精冷凝液加热使其部分汽化，并使其蒸汽冷凝，得到的冷凝镁。采用镁热还原法每生产1t海绵钛，大约需要4t液中易挥发组分更多，如此反复操作，最后将液体混合物TiC1，海绵钛中的杂质含量比原料TiCI中的杂质浓中的易挥发组分以几乎纯粹的形式分离出来。。度高3倍左右，四氯化钛的纯度将直接关系到海绵钛质量1．2化学法除钒杂质的高低

4、，因此应严格对四氯化钛质量进行控制。四氯化钛TiC1和钒杂质间的沸点差和相对挥发度都比较小，中的杂质对制取海绵钛几乎都是程度不同的有害杂质，特常采用化学法除钒。化学法除钒就是在粗TiC1中加入一别是含氧、氮、铁、硅等杂质元素，例如VOC1、TiOC1，、种化学试剂，使VOC1或VC1杂质选择性还原或选择性SiOC1等含有氧元素的杂质，严重影响海绵钛的力学性沉淀，生成难溶的钒化合物和TiC1相互分离。。除钒能，它们被还原后，氧即被钛吸收，相应地增加了海绵钛的的目的，不仅是为了脱色，也是为了除氧。硬度，而原料质量与产品质量密不可分，因此必须去除这2试验工艺方案些杂质，提高四氯化钛纯度，以提供

5、生产海绵钛所需的合格原料，保障海绵钛产品的质量。采用三塔串联工艺方案，一塔除低沸点杂质，二塔除高沸点杂质，三塔除钒杂质(图1)。1试验原理低沸点杂质~TiCl4纯Tic11．1物理法除高沸点和低沸点杂质对于粗TiC1液中的高沸点和低沸点杂质，根据它们和TiC1沸点(139％～142~C)相对挥发度相差大，即在同一温度下具有不同的蒸汽压的特点，可用物理法～蒸馏或精馏法分离。但高沸点杂质和低沸点杂质的物理特性也有差异，表示它们分离的难易程度上也不完全相同。对于高沸点杂质容易分离的高沸点杂质，只要控制蒸馏塔底温度略高于图1试验工艺方案．TiC1沸点使之汽化分离，就能使高沸点杂质残留在蒸馏3试验

6、内容釜内，然后定期排出，这就是蒸馏；对分离较困难的低沸点3．1蒸馏试验杂质采用多次反复的部分汽化和部分冷凝的精馏操作，即蒸馏除高沸点杂质。高沸点杂质主要包括FeC1，、对需要分离的液体混合物加热至沸腾，使其部分汽化，分·83·A1C1和TiOC1，等。蒸馏法就是利用蒸馏物各组分某些逆流作用下进行了物质交换。在塔底的蒸气上升时，由于物理特『生的差异而进行的分离方法。FeC1，等高沸点杂质温度递降，挥发性小的TiC1逐渐被冷凝，因而越向上，塔在TiC1中的溶解度很小，例如FeC1，常温下在TiC1中的板上的蒸气中易挥发的SiC1的浓度越大；相反，塔顶向下溶解度仅为0．0008，所以高沸点杂质

7、利用蒸馏方法较流的液相，由于温度递增，挥发陛差的Ticl浓度越大。在容易分离除去。精馏过程中，塔内蒸气上升时，SiC1的浓度是逐渐增浓；蒸馏作业是在蒸馏塔中进行的。蒸馏塔底温度控制相反，塔顶液体向下溢流时，TiC1浓度逐渐增浓。在140~C～145~(2，使TiC1气化；难挥发组分FeC1。等因挥铜去除TiC1中的VOC1的机理是rriCl与铜反应生发陛小而残留于塔底，即使有少量挥发，也可能被下落的成中间产物CuC1·TiC1，后者