CN115924965A - 一种新型四氯化钛除钒工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型四氯化钛除钒工艺，涉及粗四氯化钛精制的技术领域。所述工艺包括如下步骤：选择适量溶液作为除钒还原剂；按照除钒还原剂：粗四氯化钛=1.5‑2:10000的质量比，将除钒还原剂加入粗四氯化钛中，搅拌均匀，得到混合物；在135±5℃下，对步骤（2）中得到的混合物加热15min左右，然后开始蒸馏，得到的冷凝液即为除钒后的四氯化钛中间产物。能够安全、可靠、价格低廉、节能降耗、改善劳动条件的对四氯化钛除钒，在保证除钒效果的前提下，不增加四氯化钛中的碳含量及提高其色度，同时加料方式优于铝粉及硫化氢工艺。
Description
技术领域
本发明涉及粗四氯化钛精制的技术领域，具体是一种新型四氯化钛除钒工艺。
背景技术
在四氯化钛精制过程中，必须除去四氯化钛中的钒，因为钒会溶解在四氯化钛中，不仅影响四氯化钛的产品质量，更会在镁还原时四倍富集于海绵钛中，造成海绵钛质量不合格。因此必须在四氯化钛精制过程中除钒，使四氯化钛中的钒含量不高于0.0004%（wt）。通常钒在粗钛中主要以三氯氧钒形式存在，三氯氧钒的沸点与四氯化钛的沸点较为接近，在用蒸馏的方法对粗四氯化钛进行精制的过程中难以分离，无法达到除钒目的。现有的除钒工艺主要有铜丝除钒、矿物油除钒、铝粉除钒和硫化氢除钒。其中铜丝除钒存在劳动条件差、连续性不好，不利于降低成本等问题；矿物油除钒存在四氯化钛碳高、色度差，影响海绵钛质量的问题；铝粉和硫化氢除钒存在操作难度大，并会因铝粉爆炸以及硫化氢易燃易爆且剧毒等问题。因此，有必要对现有技术进行改进。
发明内容
本发明提供了一种新型四氯化钛除钒工艺，能够安全、可靠、价格低廉、节能降耗、改善劳动条件的对四氯化钛除钒，在保证除钒效果的前提下，不增加四氯化钛中的碳含量及提高其色度，同时加料方式优于铝粉及硫化氢工艺。具体技术方案如下：
一种新型四氯化钛除钒工艺，所述工艺包括如下步骤：
（1）选择适量溶液作为除钒还原剂；
（2）按照除钒还原剂：粗四氯化钛=1.5-2:10000的质量比，将除钒还原剂加入粗四氯化钛中，搅拌均匀，得到混合物；
（3）在135±5℃下，对步骤（2）中得到的混合物加热15min左右，然后开始蒸馏，得到的冷凝液即为除钒后的四氯化钛中间产物。
进一步的，步骤（1）中所述除钒还原剂为10-12%的Na2S水溶液，或5-8%的K2S乙醇溶液，步骤（2）中，当除钒还原剂为10-12%的Na2S水溶液时，除钒还原剂：粗四氯化钛比例为1.5:10000，当除钒还原剂为5-8%的K2S乙醇溶液时，除钒还原剂：粗四氯化钛比例为2:10000.
进一步的，除钒还原剂的具体加入量根据粗四氯化钛的具体指标进一步进行优化。
进一步的，步骤（1）中的除钒还原剂为具有还原性的硫代硫酸盐、仲胺（盐）类、叔胺（盐）类、季铵盐类等其他物质或物质的水（醇类）溶液中的一种。
本发明的有益技术效果为：采用上述方案，即可在不改变原有设备的条件下，提高除钒效果，无需重新投资建设专门的除钒系统；同时相较于铜丝除钒，其具有连续性好，现场操作维护简单的优点；相较矿物油除钒，其具有产品色度好，且旧放不变色，含碳量低的优点；相较于铝粉和硫化氢除钒，其具有原料安全、加料封闭、整体环保的优点；因此此除钒工艺较传统以往，更加安全、可靠、质量优良，并较大程度地改善了劳动条件，实为一理想、简洁的除钒工艺。
具体实施方式
下面参照本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
实施例1
取4.6kg Na2S·9H2O和10.4kgH2O配置15kg10%硫化钠溶液作为除钒还原剂，分别以10t/h和1.5kg/h的加料速度将粗四氯化钛和硫化钠溶液加入至除钒反应器中，进行除钒反应；
控制除钒反应器温度在140±5℃，同时控制蒸馏塔塔顶温度135±2℃，开始进行蒸馏操作，并开启全回流；
逐步降低回流比，待回流中间罐中检合格后，固定回流比，开始进行稳定的除钒蒸馏操作，完成四氯化钛的除钒工艺。
本实施例中，主反应如下：
2VOCl3+Na2S→2VOCl2↓+S↓+2NaCl↓
副反应如下：
TiCl4+2H2O→TiO2↓+4HCl
实施例2
取2.9kg K2S·5H2O和17.1kg EtOH配置20kg8%的硫化钾溶液作为除钒还原剂，分别以10t/h和2kg/h的加料速度将粗四氯化钛和硫化钾溶液混合加入除钒反应器中，进行除钒反应；
控制除钒反应器温度在140140±5℃，同时控制蒸馏塔塔顶温度135±2℃，开始进行蒸馏操作，并开启全回流；
逐步降低回流比，待回流中间罐中检合格后，固定回流比，开始进行稳定的除钒蒸馏操作，完成四氯化钛的除钒工艺。
本实施例中，主反应如下：
2VOCl3+K2S→2VOCl2↓+S↓+2KCl↓
副反应如下：
TiCl4+4EtOH→(EtO)nTiCl4-n+nHCl
实施例3
请写出权要中其他种类还原剂的具体物质，具体写出硫代硫酸盐、仲胺（盐）类、叔胺（盐）类、季铵盐类这些种类的还原剂具体使用什么，并将反应方程写出。
请提供上述各个实施例的除钒效果数据
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种新型四氯化钛除钒工艺，其特征在于：所述工艺包括如下步骤：
（1）选择适量溶液作为除钒还原剂；
（2）按照除钒还原剂：粗四氯化钛=1.5-2:10000的质量比，将除钒还原剂加入粗四氯化钛中，搅拌均匀，得到混合物；
（3）在135±5℃下，对步骤（2）中得到的混合物加热15min左右，然后开始蒸馏，得到的冷凝液即为除钒后的四氯化钛中间产物。
2.根据权利要求1所述的一种新型四氯化钛除钒工艺，其特征在于：步骤（1）中所述除钒还原剂为10-12%的Na2S水溶液，或5-8%的K2S乙醇溶液，步骤（2）中，当除钒还原剂为10-12%的Na2S水溶液时，除钒还原剂：粗四氯化钛比例为1.5:10000，当除钒还原剂为5-8%的K2S乙醇溶液时，除钒还原剂：粗四氯化钛比例为2:10000。
3.根据权利要求1所述的一种新型四氯化钛除钒工艺，其特征在于：除钒还原剂的具体加入量根据粗四氯化钛的具体指标进一步进行优化。
4.根据权利要求1所述的一种新型四氯化钛除钒工艺，其特征在于：步骤（1）中的除钒还原剂为具有还原性的硫代硫酸盐、仲胺（盐）类、叔胺（盐）类、季铵盐类等其他物质或物质的水（醇类）溶液中的一种。
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