CN106495211A - 一种降低四氯化钛生产成本的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低四氯化钛生产成本的方法，该方法要求氯化床层中沸腾用的富钛料为混合料，混合料中TiO₂含量为89—93%，总铁TFe含量为5%—6%。混合料由若干个钛原料混合而成，当其中的钛原料的TiO₂含量为90—93%时，选择TiO₂含量在86%—89%的钛原料进行掺配；当其中的钛原料的总铁TFe含量<4%时，选择总铁TFe含量在4%—9%的钛原料进行掺配；当其中的钛原料的表面微观形貌致密时，选择表面微观形貌多孔的钛原料进行掺配；当其中的钛原料的平均粒径为0.15mm—0.2mm时，选择平均粒径为0.2mm—0.25mm的钛原料进行掺配；当其中的钛原料的粒径分布较宽，选择粒径分布较窄的钛原料进行掺配。

Description

一种降低四氯化钛生产成本的方法

技术领域

本发明涉及化工生产技术领域，具体地说涉及一种降低四氯化钛生产成本的方法。

背景技术

钛产业链中的两大主要方向是海绵钛制造和氯化法钛白制造，四氯化钛生产工序—氯化工序都是两大行业都必不可少的环节。在该氯化工序中同，其生产成本取决于氯化技术，因而根据不同的氯化技术选择的钛原料在很大程度上影响氯化工序的成本。在国际竞争日趋激烈的钛产业中，对于进入低利润的“微利”时代的中国钛行业来说，降低四氯化钛生产成本有着重要的意义。

氯化工艺包括竖炉氯化法、熔盐氯化法和沸腾氯化法。其中竖炉氯化法已淘汰；熔盐氯化法多为独联体国家采用，国内只有少数公司使用；沸腾氯化现为主流工艺。

氯化工艺所使用的钛原料主要分为天然金红石、人造金红石和高钛渣三大类。每类原料都有自己的特征。一般来说，天然金红石TiO₂含量较高，杂质含量少，但是颗粒度小，孔隙率低。高钛渣可控制相对粗颗粒度，孔隙率低。而人造金红石孔隙率高，颗粒度适中。另外，每种原料的粒度分布均匀性也有差异。

国际上，杜邦沸腾氯化技术成熟，采用二氧化钛低于90%的原料可连续生产，还曾使用钛铁矿直接生产，具有极为有利的价格优势。此外，杜邦还根据不同原料的特征选择适宜的生产工艺技术，获得较高的反应收率。而一些国内工厂也采用先进的沸腾氯化技术，上述方法多选用高品位的人造金红石作为原料，其反应收率低，导致生产成本增加，这使得国内的钛行业发展在国际竞争中无法占据优势。

钛原料沸腾氯化行为极大程度地影响反应收率，其与TiO₂含量、杂质含量、孔隙率、颗粒度和粒径分布等因素有密切联系。单一的钛原料很难满足全部因素的要求，若将不同特征钛原料掺配使用，扬长避短，优化原料的氯化行为，可提高反应收率，从而降低生产四氯化钛的成本。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种降低四氯化钛生产成本的方法，将两种或两种以上特性相互补充的钛原料掺配使用，优化原料氯化行为，进而提高氯化反应收率来降低四氯化钛生产成本。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种降低四氯化钛生产成本的方法，该方法要求氯化床层中沸腾用的富钛料为混合料，所述混合料中TiO₂含量为89—93%，总铁TFe含量为5%—6%。

作为对上述技术方案的改进，所述混合料由若干个钛原料混合而成，该混合料的混合方法是：

S1、对不同特征的钛原料进行检测，检测钛原料中的TiO₂含量和总铁TFe含量及并表面微观形貌、粒径及粒径分布。

S2、掺配混合，

S21、当其中的一种钛原料或几种钛原料的TiO₂含量为90—93%时，选择另外一种或几种TiO₂含量在86%—89%的钛原料进行掺配，确保掺配后混合物的TiO₂含量为89—93%。

S22、当其中的一种钛原料或几种钛原料的总铁TFe含量<4%时，选择另外一种或几种总铁TFe含量在4%—9%的钛原料进行掺配，确保掺配后混合物的总铁TFe含量在5%—6%；

S23、当其中的一种钛原料或几种钛原料的表面微观形貌致密时，选择另外一种或几种表面微观形貌多孔的钛原料进行掺配；

S24、当其中的一种钛原料或几种钛原料的平均粒径为0.15mm—0.2mm时，选择另外一种或几种平均粒径为0.2mm—0.25mm的钛原料进行掺配；

S25、当其中的一种钛原料或几种钛原料的粒径分布较宽，选择另外一种或几种粒径分布较窄的钛原料进行掺配；

作为对上述技术方案的改进，所述钛原料为天然金红石、人造金红石和高钛渣。

作为对上述技术方案的改进，钛原料的称重通过失重称进行，喂料精度为±0.2%~±0.5%。

作为对上述技术方案的改进，掺配混合是在原料混合机中进行，充分混匀。

钛原料混合料进入氯化炉后，根据其不同的掺配比值，调整控制氯化炉温度、系统压力、气流速度、床层高度以及排渣周期等参数，观察是否有氯气逸出，炉温是否符合要求，各温度控制点温度是否相差较大和压力波动幅度和频率，并持续关注夹带损失和各设备是否有堵塞等情况。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、钛原料的TiO₂含量维持在一个合适的经济品位，即增加收率，又降低了氯化床层中沸腾用的富钛料的价格成本。

2、因铁的氧化物比钛的氧化物更易发生氯化反应，铁氧化物与氯气反应迅速释放出大量热，短时间将氯化炉温度提至适宜温度，促进氯化反应的进行，既增加收率，又减少氧气使用量。

3、表面微观形貌多孔，氯化反应活性较高。选择表面微观形貌多孔与表面微观形貌致密的原料掺配，表面微观形貌多孔的原料迅速与氯气反应，放出大量的热，即可提高反应收率，又减少氧气使用量。

4、平均粒径小，氯化炉夹带损失高。选择平均粒径大的原料与平均粒径小的原料掺配使用，可有效降低夹带损失量，提高反应收率。

5、采用具有宽且较均匀的粒径分布的钛原料，颗粒度较集中，且大颗粒和小颗粒同时成一定比例，可使沸腾状态更平稳均匀，增加收率。

6、根据不同的掺配比值，调整合适的氯化工艺参数，达到适宜的操作工艺条件，维持最佳的沸腾状态，获得最大的收率。

具体实施方式

本发明的降低四氯化钛生产成本的方法，该方法要求氯化床层中沸腾用的富钛料为混合料，所述混合料中TiO₂含量为89—93%，总铁TFe含量为5%—6%。

所述混合料由若干个钛原料混合而成，该混合料的混合方法是：

S1、对不同特征的钛原料进行检测，检测钛原料中的TiO₂含量和总铁TFe含量及并表面微观形貌、粒径及粒径分布。

S2、掺配混合，

S21、当其中的一种钛原料或几种钛原料的TiO₂含量为90—93%时，选择另外一种或几种TiO₂含量在86%—89%的钛原料进行掺配，确保掺配后混合物的TiO₂含量为89—93%。

S22、当其中的一种钛原料或几种钛原料的总铁TFe含量<4%时，选择另外一种或几种总铁TFe含量在4%—9%的钛原料进行掺配，确保掺配后混合物的总铁TFe含量在5%—6%；

S23、当其中的一种钛原料或几种钛原料的表面微观形貌致密时，选择另外一种或几种表面微观形貌多孔的钛原料进行掺配；

S24、当其中的一种钛原料或几种钛原料的平均粒径为0.15mm—0.2mm时，选择另外一种或几种平均粒径为0.2mm—0.25mm的钛原料进行掺配；

S25、当其中的一种钛原料或几种钛原料的粒径分布较宽，选择另外一种或几种粒径分布较窄的钛原料进行掺配；

所述钛原料为天然金红石、人造金红石和高钛渣。

钛原料的称重通过失重称进行，喂料精度为±0.2%~±0.5%。

掺配混合是在原料混合机中进行，充分混匀。

钛原料混合料进入氯化炉后，根据其不同的掺配比值，调整控制氯化炉温度、系统压力、气流速度、床层高度以及排渣周期等参数，观察是否有氯气逸出，炉温是否符合要求，各温度控制点温度是否相差较大和压力波动幅度和频率，并持续关注夹带损失和各设备是否有堵塞等情况。

下面结合具体的实施例对本发明作进一步地说明。

实施例1

选用的人造金红石比高钛渣的TiO₂含量低4个百分点，全铁含量高约4.37个百分点，且表面微观形貌多孔，反应活性高。人造金红石粒径分布较高钛渣分布均匀。选用的高钛渣比人造金红石颗粒度大，两者混合后，粒径分布宽，大小颗粒成一定的比例。

60%的高钛渣和40%的人造金红石混合使用后，收率较单独使用高钛渣提高约3个百分点。

实施例2

选用的人造金红石比天然金红石的TiO₂含量低6.99个百分点，全铁含量高约6.87个百分点，且微观形貌多孔，反应活性高。选用的高钛渣比天然金红石的TiO₂含量低5.28个百分点，全铁含量高约4.55个百分点。人造金红石和天然金红石粒径分布范围与高钛渣互为补充，混合后有宽且均匀的粒径分布。

50%的天然金红石、20%的高钛渣和30%的人造金红石混合使用后，收率较单独使用天然金红石提高约3.5个百分点。

实施例3

选用的人造金红石2比人造金红石1的TiO₂含量低4个百分点，全铁含量高约4.52个百分点。选用的高钛渣比人造金红石1的TiO₂含量低2.32个百分点，全铁含量高约1.02个百分点。两种人造金红石表面微观形貌多孔，反应活性高。两种人造金红石粒径分布均集中在0.10~0.25mm间，提供了均匀的粒径分布。高钛渣颗粒度较大，与两种人造金红石相互补充，混合后有宽且均匀的粒径分布。

50%的人造金红石1、10%的高钛渣和40%的人造金红石2混合使用后，收率较单独使用人造金红石1提高约2个百分点。

本发明的有益效果是：

1、钛原料的TiO₂含量维持在一个合适的经济品位，即增加收率，又降低了氯化床层中沸腾用的富钛料的价格成本。

2、因铁的氧化物比钛的氧化物更易发生氯化反应，铁氧化物与氯气反应迅速释放出大量热，短时间将氯化炉温度提至适宜温度，促进氯化反应的进行，既增加收率，又减少氧气使用量。

3、表面微观形貌多孔，氯化反应活性较高。选择表面微观形貌多孔与表面微观形貌致密的原料掺配，表面微观形貌多孔的原料迅速与氯气反应，放出大量的热，即可提高反应收率，又减少氧气使用量。

4、平均粒径小，氯化炉夹带损失高。选择平均粒径大的原料与平均粒径小的原料掺配使用，可有效降低夹带损失量，提高反应收率。

5、采用具有宽且较均匀的粒径分布的钛原料，颗粒度较集中，且大颗粒和小颗粒同时成一定比例，可使沸腾状态更平稳均匀，增加收率。

6、根据不同的掺配比值，调整合适的氯化工艺参数，达到适宜的操作工艺条件，维持最佳的沸腾状态，获得最大的收率。

以上所述仅是本发明的几种实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种降低四氯化钛生产成本的方法，其特征在于：该方法要求氯化床层中沸腾用的富钛料为混合料，所述混合料中TiO₂含量为89—93%，总铁TFe含量为5%—6%。

2.根据权利要求1所述的降低四氯化钛生产成本的方法，其特征在于：所述混合料由若干个钛原料混合而成，该混合料的混合方法是：

S1、对不同特征的钛原料进行检测，检测钛原料中的TiO₂含量和总铁TFe含量及并表面微观形貌、粒径及粒径分布。

S2、掺配混合，

S21、当其中的一种钛原料或几种钛原料的TiO₂含量为90—93%时，选择另外一种或几种TiO₂含量在86%—89%的钛原料进行掺配，确保掺配后混合物的TiO₂含量为89—93%；

S22、当其中的一种钛原料或几种钛原料的总铁TFe含量<4%时，选择另外一种或几种总铁TFe含量在4%—9%的钛原料进行掺配，确保掺配后混合物的总铁TFe含量在5%—6%；

S23、当其中的一种钛原料或几种钛原料的表面微观形貌致密时，选择另外一种或几种表面微观形貌多孔的钛原料进行掺配；

S24、当其中的一种钛原料或几种钛原料的平均粒径为0.15mm—0.2mm时，选择另外一种或几种平均粒径为0.2mm—0.25mm的钛原料进行掺配；

S25、当其中的一种钛原料或几种钛原料的粒径分布较宽，选择另外一种或几种粒径分布较窄的钛原料进行掺配。

3.根据权利要求1所述的降低四氯化钛生产成本的方法，其特征在于：所述钛原料为天然金红石、人造金红石和高钛渣。

4.根据权利要求1所述的降低四氯化钛生产成本的方法，其特征在于：，钛原料的称重通过失重称进行，喂料精度为±0.2%~±0.5%。

5.根据权利要求1所述的降低四氯化钛生产成本的方法，其特征在于：掺配混合是在原料混合机中进行。