CN101462767A - 一种粗四氯化钛制取方法 - Google Patents

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袁亮
田兆喜
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Abstract

本发明提供了一种粗四氯化钛制取方法，它是用天然金红石为原料，冶金焦碳为还原剂，经加氯气沸腾氯化、旋风抽风机、冷却、喷雾、布袋过滤器过滤、填料吸收塔吸收而得粗四氯化钛。本发明具有以下优点：采用天然金红石作为原料，拓宽了生产粗四氯化钛的原料来源；除渣、收集四氯化钛都是从氯化炉上部排出的混合炉气中解决；而原来的以高钛渣为原料生产四氯化钛的炉渣是从炉底排出，操作环境极为恶劣，需要带防毒面具进行操作。

Description

一种粗四氯化钛制取方法
技术领域：
本发明涉及一种粗四氯化钛制取方法。
背景技术：
目前国内制取粗四氯化钛基本都是以钛渣或者高钛渣为原料。它们都是以钛铁矿进行电炉熔炼后将钛铁矿中的TiO2进行富集到一定的含量得到的产品。通常将TiO2含量大于90％的称为高钛渣，将TiO2含量小于90％的称为钛渣，以下都统称高钛渣。由于现在全世界的90％以上的钛矿都用来生产钛白，原料来源日益紧张。而且，每吨高钛渣需要耗费3000多度电才能得到，现在市场上高钛渣的TiO2含量基本不大于90％，价格接近4000元。市场采购日益困难。因此，寻找新的钛矿就成为当务之急。而天然金红石就是一种优秀的原料。它的TiO2含量普遍大于94％，杂质含量少，从海外运到国内的价格不到4000元，从原料成本上也有优势。占领资源，也符合国家的产业政策。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是：提供一种粗四氯化钛制取方法，它是天然金红石为原料取代高钛渣，以解决上述问题。
本发明是这样实现的：它是用天然金红石为原料，冶金焦碳为还原剂，经加氯气沸腾氯化、旋风抽风机、冷却、喷雾、布袋过滤器过滤、填料吸收塔吸收而得粗四氯化钛。
天然金红石与冶金焦碳的重量比为：100:21～25。
加入天然金红石10000～12000千克/小时时，氯气量为18～22吨/小时。
沸腾氯化控制温度在980℃～1020℃。
旋风抽风机的抽风量为7000～9000Nm3/小时。
控制冷却塔冷却混合气体的温度在400～350℃。
进入布袋过滤器的混合气体温度控制在168～173℃。
填料吸收塔内部装有填料，并装有冷却循环水系统。
冶金焦碳采用热气流干燥后磨粉。
填料吸收塔出来的尾气经深度冷却、冷凝筒冷凝，再采用石灰乳进行洗涤，废气直接排放，废渣经沉降、过滤后排放。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1.本发明是采用天然金红石作为原料，拓宽了生产粗四氯化钛的原料来源；
2.天然金红石含TiO2普遍大于94％，而高钛渣的TiO2含量基本不大于90％，有价元素较高；同时，相应的废弃物较低；
3.本发明除渣、收集四氯化钛都是从氯化炉上部排出的混合炉气中解决；而原来的以高钛渣为原料生产四氯化钛的炉渣是从炉底排出，操作环境极为恶劣，需要带防毒面具进行操作；
4.本发明采用了旋风收尘器一次性处理大颗粒固体，而原有的高钛渣生产四氯化钛是采用两级重力沉降室来慢慢收集大颗粒固体，设备庞大，不好控制；
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式：
本发明的实施例：首先，天然金红石中的TiO2含量基本为96％，冶金焦中的碳含量基本为91.8％，天然金红石与冶金焦碳的重量比为：100：22.74，由于天然金红石价格较高，而冶金焦碳较便宜，可以考虑适当增加冶金焦碳的量，进行沸腾氯化，氯化前冶金焦碳须采用热气流干燥后磨粉。
本系统生产能力为19.5万吨/年粗四氯化钛，这样，当每小时加入氯化炉反应的天然金红石为11476.08kg时，在沸腾氯化阶段还需要用氯气进行氯化，每小时氯化所需要的氯气量为20.848吨。
沸腾氯化阶段后，再经旋风除尘器的风量为7867.5Nm3/小时，然后进入冷却塔冷却，冷却塔采用水冷夹套或者水冷盘管与热的氯化炉混合炉气进行换热，控制出冷却塔的温度在400～350℃，然后进入喷雾冷凝器，用液体粗四氯化钛将混合气体的温度进一步冷却，在这个阶段，根据冷却塔出来的混合气体的温度，精确控制喷入的液体粗四氯化钛量，控制喷入喷雾冷凝器的粗四氯化钛量在34.8～35.4吨/小时，取35.182吨。使进入布袋过滤器的混合气体温度精确控制在～170℃，在布袋过滤器中进一步将小颗粒的固体粒子分离出来，布袋过滤器的出口混合气体控制温度在～149℃，混合气体量为～68928kg/小时，收下的固体颗粒为～1239kg/小时。再进入吸收塔，吸收塔内部装有填料，并装有冷却循环水系统。此时，绝大部分的粗四氯化钛从填料吸收塔得到，收下的粗四氯化钛为59.462吨。但是其中的35.182吨粗四氯化钛要返回喷雾冷凝器喷淋。填料吸收塔出来的尾气温度控制在40.6℃。经换热器进行深度冷却，再经冷冻盐水经冷凝筒冷凝，冷却筒收下的粗四氯化钛为1.945吨。因此，每小时产粗四氯化钛量为：
59.462+1.945—35.182＝26.225吨
从冷却筒排出的气体温度接近0℃，已经是废气，再采用石灰乳进行洗涤，废气直接排放，废渣经沉降、过滤后排放。

Claims (10)

  1. 【权利要求1】一种粗四氯化钛制取方法，其特征在于：它是用天然金红石为原料，冶金焦碳为还原剂，经加氯气沸腾氯化、旋风抽风机、冷却、喷雾、布袋过滤器过滤、填料吸收塔吸收而得粗四氯化钛。
  2. 【权利要求2】根据权利要求1所述的粗四氯化钛制取方法，其特征在于：天然金红石与冶金焦碳的重量比为：100:21～25。
  3. 【权利要求3】根据权利要求1所述的粗四氯化钛制取方法，其特征在于：加入天然金红石10000～12000千克/小时时，氯气量为18～22吨/小时。
  4. 【权利要求4】根据权利要求1所述的粗四氯化钛制取方法，其特征在于：沸腾氯化控制温度在980℃～1020℃。
  5. 【权利要求5】根据权利要求1所述的粗四氯化钛制取方法，其特征在于：旋风抽风机的抽风量为7000～9000Nm3/小时。
  6. 【权利要求6】根据权利要求1所述的粗四氯化钛制取方法，其特征在于：控制冷却塔冷却混合气体的温度在400～350℃。
  7. 【权利要求7】根据权利要求1所述的粗四氯化钛制取方法，其特征在于：进入布袋过滤器的混合气体温度控制在168～173℃。
  8. 【权利要求8】根据权利要求1所述的粗四氯化钛制取方法，其特征在于：吸收塔内部装有填料，并装有冷却循环水系统。
  9. 【权利要求9】根据权利要求1所述的粗四氯化钛制取方法，其特征在于：冶金焦碳采用热气流干燥后磨粉。
  10. 【权利要求10】根据权利要求1或8所述的粗四氯化钛制取方法，其特征在于：填料吸收塔出来的尾气经深度冷却、冷凝筒冷凝；再采用石灰乳进行洗涤，废气直接排放，废渣经沉降、过滤后排放。
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