JPS5932405B2 - 四塩化チタンの回収方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野及び背景 本発明は四塩化チタンの回収に関する。

四塩化チタンは原料鉱石またはその精鉱を流動床におい
て鉱石中の鉄分を塩化鉄に転換させるように選択的に塩
素処理し、前記塩化鉄を鉱石中の残留チタン分から耶除
くことによって製造することができる。

残留チタン分は次に別の操作において塩素処理して四塩
化チタンにする。

この四塩化チタンの製造方法は、鉄分の塩素処理の選択
曲が実作業において理論値よりも幾許か低いので鉱石中
のチタン分の幾許かマ塩素処理および蒸気として鉄分と
共に取出す際に失われる。

この方法の別の不利な点は、流動床から熱い物質を取出
す結果として熱損失が生起することである。

この熱損失を償うため装入物の予熱機が必要であり、設
備費と燃料費とが共に高くなる。

これらの不利を避けるため鉱石中の鉄分およびチタン分
を共に塩素化し、得られた鉄およびチタンの塩化物を蒸
気混合物として取出し、次に塩化鉄を固体に凝縮させ、
塩化チタンから分離することによって四塩化チタンを製
造する試みが従来なされている。

凝縮した塩化鉄からの塩素の回収は、塩素の揮発のため
に熱が必要であるので回収した塩素が比較的高価なもの
である。

蒸気相の塩化鉄から塩素を回収する方法、例えば蒸気相
の塩化鉄を酸化して酸化鉄と原子態の塩素を生成させる
方法は前記のような熱が必要でなくなるので好ましい方
法である。

このような酸化処理は米国特許第３８６５９２０号明細
書に開示されたように四塩化チタンの実質上不存在下に
おいて容易に達成される。

四塩化チタンが実質上存在した場合、前記の明細書に開
示された条件下における酸化処理は、かなり多量の四塩
化チタンの同時的酸化を起生じ、このため先成された二
酸化チタンは生成された酸化鉄の不純物の形で失われる
こととなる。

発明の概要 本発明は含鉄リタン鉱の鉄分及びチタン分の同時塩素化
から得られた、四塩化チタンと主として塩化第二鉄の形
態の塩化鉄とを含む流出物中に含まれる塩化鉄から四塩
化チタンを分離することにより四塩化チタンを回収する
方法において、前記、流出物の温度を５００°Ｃ〜８０
０℃の範囲内の温度に保ちつつ流出物に含まれた塩化第
二鉄を酸化第二鉄と塩素とを生成するのに理論上必要な
酸素量より多い量の酸素と前記流出物とを混合し、得ら
れた流出物酸素および塩素の齢物は生成した酸化第二鉄
の粒子を同伴するのに十分な速度を有し、酸化第二鉄の
粒子を分離し、残余のガスを四塩化チタンの沸点より高
い温度に冷却して残余の塩化第二鉄を凝縮させ、凝縮し
た塩化第二鉄を分離し、残った四塩化チタン含有蒸気を
回収することを特徴とする四塩化チタンの回収方法にあ
る。

発明の詳細な記述 実作業において、本発明は流出物と酸素の混合物を酸化
処理の進行中実質上空の反応器を通過させることによっ
て適切に実施できる。

「実質上空の」反応器とは、酸化鉄の同伴を阻むような
密実充填材、そらせ板等を有しない例えば管のような反
応器を意味する。

我々は、塩化鉄をもし塩化鉄がモルで５０％以上そして
好ましくは７５％以上塩化第二鉄の形態をとっていれば
主として塩化第二鉄の形態にあると見做す。

イルメナイトは、天然のイルメナイト鉱の岩石および土
壌成分を除去したのち本発明に従って処理されるべき蒸
気を生成するため鉄分とチタン分を同時的に塩素処理す
るに特に好適な含鉄チタン鉱である。

このように準備されたイルメナイトは二酸化チタンを重
量で最高約６０％含有する。

鉄分を天然にまた例えば部分的侵出で人工的に幾許か失
った鉱石または精鉱もまたイルメナイト砂と同様に使用
することができる。

本明細書において術語「鉱」または「鉱石」とは前記の
ような原材料をすべて包含する。

含鉄チタン鉱の鉄分およびチタン分の同時塩素化は、塩
化鉄および塩化チタンを鉱石中に存在するチタンおよび
鉄の比率と実質上同時比率で含んだ素出物を生成するこ
とが可能であるが、本発明に従って処理された流出物は
、回収された鉄分のある割合が再循環されることにより
含まれるために、或は本発明を実施して四塩化チタンを
分離する前に他の方法によって鉱石中の鉄分の一部が除
去されるために、必ずしも鉱石中のチタン分と鉄分との
比率と同じ比率で鉄分とチタン分とを含有しなくなる。

我々は再循環されるべき鉄分の割合は、後記に説明する
ように鉱石中の鉄分の約３０％を超えないと信じ、且つ
それ放伐々は前記の鉄分の割合ｆ）Ｓ塩素化装置に供給
された鉱石中に存在する。

チタン分の量に対する相対的な、鉄分の割合を前記の量
以上超えることはいかなる場合も決してないと考える。

原料鉱石が精鉱の場合もあるから、流出物中に存在する
四塩化チタンが多量となることがあることは明らかであ
る。

通常約４５％以下のＴ ｉ０２と最高で５０％の酸化鉄
を含有する低品位イルメナイトであるノルウェイのイル
メナイトを塩素処理した場合、酸化鉄の３０％以下が再
循環すると仮定すると、同時的塩素化反応からの流出物
中の四塩化チタンの割合が本発明により最小となると考
えられるに拘らず尚かなり大きいものとなることは明ら
かである。

本発明の実施において、流出物中の塩化第二鉄の大きな
部分子）Ｓ四塩化チタンをさほど酸化させることなく、
選択的に酸化され固体生成物として回収されることが認
められた。

酸化されないま＼で残った塩化第二鉄は塩素を回収する
ために再揮発して酸化しなければならないが、しかし原
料鉱石の含有する鉄の全量に較べて比較的小量なので所
要の熱量も鉱石の全鉄分を塩化第二鉄の形態において再
揮発する先行技術の方法に較べて比較的少い。

それで、凝縮された塩化第二鉄を再揮発し且つ酸化する
場合これを直接塩素化装置に再循環させてもよい。

本発明によれば、含鉄チタン鉱は粒状炭素と混合した鉱
石の流動床の形態で塩素化処理される。

塩素化処理は８００℃〜１１００℃の範囲、好ましくは
８５０℃〜１１００℃の範囲内の温度において行うのが
よい。

鉱石の粒度は約１６０ミクロンとするのが適当で、粒度
が７５〜５００ミクロンの範囲外の粒子を含まないもの
が好ましい。

最初は、流動床を二酸化チタン重量で約９５％含有した
鉱物ルチルとコークスから成る組成とするか、または別
法としてチタン鉱から鉄分を除去して得た二酸化チタン
含有鉱物とコークスから成る組成とし、次に該組成物を
酸素含有ガス中でコークスを燃焼させることによって加
熱する。

所望の塩素処理温度が得られたとき、塩素を必要に応じ
不活性ガスと制御した量の酸素と共に流動床内へ供給す
る。

流動床は、例えばコークスのような炭素と鉱石の流れを
流動床に添加することによって連続的に活動させる。

流動床にはいるガスの組成とコークスの量とは流動床温
度を所望の範囲内に保つように調整するのがよい。

一旦流動化と塩素化が確立されたならば、流動床にはい
る固体類゛をイルメナイトを重量で６０％〜８０％と炭
素を重量で２０％〜４０％から成る組成とし、流動床に
はいるガス類を塩素を７５％〜１００％、不活性ガスを
０％〜１５％、右よび酸素を０％〜１０−％から成る組
成とするのがよい。

流動化ガスの流れの率（レート）を公知態様で制御して
流動状態を維持する。

固体類の流速を流動床の水準を一定に保つように制御す
るのが好ましい。

四塩化チタンと塩化第二鉄の混合物を含有した流出物は
流動床から実質上流動未霊度で出る。

流動床温度は８５０℃〜１１００℃であることが好まし
い。

流出物がこのような温度で酸素に接触すると四塩化チタ
ンが塩化第二鉄と共に酸化される。

それで、流動床から出る流出物を所要の温度範囲５００
℃〜８００℃に冷却する。

流出物の温度を、流出物が酸素と接触する前または直接
に前記の所要温度範囲に調整することによって四塩化チ
タンが実質上酸化するのを防ぐようにするのがよい。

供給する酸素は流出物中の塩化第二鉄を酸化するに理論
上必要な量を１００％より多くは超えないが少くとも５
％超えた量とするのがよく、特に５％〜５０％超えた量
とするの０５よい。

比較的丈の高い反応器を使用することによって自由空間
が大きくとれるようにするのが好しく、また、自由空間
の上部セクションは十分に冷却して、塩化第二鉄の前記
した選択的酸化処理を可能ならしめるため流出物内に所
要の温度降下をつくり出すのが好ましい。

通常、酸化は流動床から上方の自由空間内で始ったのち
、蒸気が反応器を出てしまうまで続く。

生成した固体の酸化第二鉄が除去され且つ残留ガスが冷
却されて残余の塩化第二鉄が凝縮する前に反応を十分に
進ませるためにたっぷり時間をかけるのが好ましい。

酸素を流動床の表面のごとく近くに導入すると、酸素が
浮遊しているコークスの粒子と反応して熱が発生する。

それで、酸素は流動床の表面からかなり上方で粉状コー
クス以外の物質が全く浮遊していないような、前記のよ
うな熱発生が最小限となる、ような個所に導入するのが
よい。

好ましい実施例において、流動床の表面は流動床反応器
の下半分内にあり、反応器は流動床から上方の自由空間
を増囲み、前記自由空間は流動床支持板から測った反応
器の全垂直高さを主要割合を占める。

酸素の好ましい導入個所は自由空間の頭頂部またはその
近辺である。

別法として、流動床からの流出物に、流出物を流動床反
応器から取出するための導管内へ酸素を通すことによっ
て酸素を混合することができる。

流動床の保温のため流動床の下部の内側を煉瓦で裏打ち
し、上部は裏打ちせず且つ外側を水冷して流出物の冷却
を促進するのがよい。

前記の上部に対する適当な壁温度は、もし反応器壁が鋼
であれば１５０℃であり１．もしそれがニッケル合金鋼
であれば４５０℃である。

流出物の尚一層の冷却は、液状四塩化チタンを流動床上
方の自由空間内へ噴霧することによって達成され、且つ
この方法は流出物を一切汚染することなく自由空間内の
蒸気の温度を正確に制御するのに効果的である。

補足の鉱石、コークス、および再循環の塩化第二鉄は流
動床自体の直ぐ上の一点で反応器に導入することができ
る。

凝縮した残余の塩化第二鉄は、これを後記の如く流動床
の頭頂部に固体として導入することによって再循環させ
ることができ、この場合前記塩化第二鉄は流動床から出
る熱い流出物によって蒸発する。

このように蒸発した塩化第二鉄の量は鉱石に含有された
鉄分の３０％までである。

上記に説明した如く、塩素の回収はこの方法の経済的実
施にとって重要である。

酸化の生成部はガスを含有した四塩化チタン、残余の塩
化第二鉄大量の塩素、酸素および二酸化炭素の混合物で
、塩素は再循環のため回収するのが好ましい。

このガス混合物中に同伴されているものは塩化第二鉄の
化で生成した酸化第二鉄である。

この酸化帯域を離たる酸化第二鉄を含有したガス混合物
は２５０℃より高いがしかし該混合物中に存在するかも
知れない塩化力ｒレシウム、塩化マネシウムおよび存在
するかも知れない塩化第一鉄の凝縮と凝固を促進するに
十分低い温度に調整するのが好ましい。

これらの物質を流動床に再循環させるのに望ましくない
。

前記の所望温度に到達するためもし冷却が必要ならば、
このことは反応器から流出物を除去するために具えられ
た導管に前記のガス類を通しつつ容易ζこ達成すること
ができる。

酸化第二鉄粒子と一切の凝縮した塩化第一鉄、および塩
化カルシウムまたは塩化マグネシウムは前記のガス類か
ら、好ましくはサイクロンによって除去する。

サイクロンから出る残余のガス類は四塩化チタンを凝縮
させることなく残余の塩化第二鉄を凝縮させるため１３
０°Ｃ〜１５０℃に冷却するのがよい。

この冷却は塩化第二鉄を鉱石および／またはコークス上
に凝縮させるよう含鉄チタン鉱および／または−１−ク
スから成る微細なベットに蒸気を通すことによって容易
に達成できる。

しかし塩化第二鉄は鉱石上のみに凝縮され、コークスは
塩化されつ＼ある固体と、もし流動床が使用されている
場合は流動床の頭頂とに直接添加させることが好ましい
。

更に反応器の外部冷却を使用することができる。

塩化第二鉄の凝縮の結果回収された蒸気を冷却して該蒸
気から四塩化チタンを凝縮させることＯ３できる。

この四塩化チタンは、蒸気相酸化処理によって顔料とし
ての二酸化チタンを製造するための原材料として使用す
るに好適である。

前記の四塩化チタンは既に説明したように酸化帯域へ液
状四塩化チタンを噴霧するために使用し得るし、また後
記するように残余の塩素含有ガスの精製において吸収剤
として使用される。

Ｔ １（Ｕ４の凝縮後残った蒸気は尚素塩を含有してい
るので公知の方法例えば英国特許第６６４６１５号明細
書に開示された方法によって精製するのがよい。

前記の特許明細書に開示された方法において、塩素、酸
素および二酸化炭素を含有した蒸気は、適当な吸収塔１
こおいて液状の無水吸収剤例えば四塩化チタンで処理し
て塩素を分離する。

吸収処理は例えば−２０°Ｃのような低温度で行うのが
好ましい。

塩素は選択的に吸収され、そして吸収剤を加圧下例えば
２３０℃で加熱することによって吸収剤から回収するこ
とｌ）５できる。

吸収剤が四塩化チタンの場合は８気圧の圧力を使用する
。

このように回収された塩素は所要の補充塩素と共に塩素
注入機に再循環され、そして吸収剤は更に吸収のため再
循環させる。

凝縮によって液状で回収された四塩化チタンには塩素が
溶解している。

この四塩化チタンを上記したような吸収／排除系におい
て使用することは、凝縮中に四塩化チタンに溶解した塩
素も除去されること１どなるので有利である。

別法として、二酸化炭素との混合物から塩素を回収する
他の公知の方法を使用することができる。

これは系内におりる二酸化炭素の望ましくない発生を防
止する。

本発明の好適な一実施例によれば本発明は四塩化チタン
と主として塩化第二鉄の形態にある塩化鉄とのガス状混
合物を含む流出流中の塩化鉄から四塩化チタンを分離す
ることによって四塩化チタンを回収する方法において、
６０重量％〜８０重量％のイルメナイト鉱と２０重量％
〜４０重量％のコークスとからなる固体を流動床反応器
中に連続的に供給し、前記固体を７５体積％〜ｉｏｏ体
積％の塩素、０〜１５体積％の不活性ガス及びＯ〜ｌＯ
体積％の酸素からなる流動化ガスによって流動状態に保
ち、流動化固体の温度を８５０℃〜１０００°Ｃの範囲
に保ち、流動化固体の温度を８５０°Ｃ〜１０００℃の
範囲に保ち、反応器の下半分のところで流動化固体の表
面の位置が保たれるように固体の供給速度を調節し、流
動床の表面から流出物を反応器の上半分を通し１、この
流出物中に液状四塩化チタンを導入することによって流
出物を５００℃〜８０００℃の範囲の温度に冷却し、冷
却された流出流を反応器の頭頂部または頭頂部付近で流
出物中に含有される塩化第二鉄を酸化するのに必要な理
論量より５％〜１００％過剰な量の酸素と混合して酸化
第二鉄の粒子を生成させ、得られる残余の流出物のガス
、酸素及び塩素の混合物の流速は酸化第二鉄粒子を同伴
するのに充分な速度であり、前記混合物及び同伴粒子を
反応器から取出し、取出した混合物の温度を最初に２５
０℃以上で但し混合物中に存在することがある塩化カル
シウムまたは塩化マグネシウムまたは塩化第一鉄を固化
させるのに充分な低温度に調整し、酸第二鉄粒子及び生
成することがある固体塩化カルシウム、固体塩化マグネ
シウム及び固体塩化第一鉄を除去し、更に混合物を２５
０℃〜１３０℃の温度に冷却して残存することがある塩
化第二鉄を固化させ、生成することがある塩化第二鉄を
混合物から分離し、混合物を１３０℃以下に更に冷却し
て四塩化チタンを混合物から凝縮させ、凝縮した四塩化
チタンを回収し、残余の蒸気を四塩化チタン中に選択的
に吸収させ次いで脱着することによって残余の蒸気から
残存塩素を回収し、回収した塩素を流動化ガス中に再循
環し、残存固体塩化第二鉄を流動床反応器に導入し、回
収した液状四塩化チタンの一部を流動床からの流出物冷
却するために使用する、ことからなる。

本発明の実施例を添附図面に示す装置につき以下説明す
る。

図において、反応器としての塩素化基１内でチタン鉱が
流動床内で塩素処理を受けて四塩化チタンと塩化第二鉄
は混合物からなる流出物が生成する。

次に流出物は冷却され且つ酸素と混合されて塩化第二鉄
が酸化第二鉄に酸化される。

サイクロン２は酸化第二鉄を分離するためのものであり
、凝縮器３で残余の塩化第二鉄蒸気が凝縮される。

別の凝縮器４は四塩化チタン蒸気を凝縮するためのもの
で、吸収器５で塩素蒸気が適当な吸収剤で吸収されて残
余の蒸気から分離される。

排除器６は吸収された塩素を回収するためのものである
。

付属の補助容器として、コークス／チタン鉱貯蔵ホッパ
７、酸素貯槽８、塩素貯槽９および液状四塩化チタン貯
槽１０が図示されている。

塩素注入基１は、流動床支持板および冷却コイル１２を
具備する。

冷却コイル１２は流動床１１から出る流出物の冷却を助
りる。

酸素供給管１３と塩素供給管１４に共通の入口１５を塔
１の基部に設りる。

酸素に対する別の入口１６を塔１の頭頂に設ける。

また、チタン鉱とコークスに対する供給管１７および液
状四塩化チタンに対する管１８を設り、供給管１８の末
端には噴霧頭１９がある。

管２０は流出物と担持された固体を塩素注入基１から除
去するためのものである。

凝縮器３と４は冷却コイル２１で冷却される。

本発明による方法の実施に右いて、塔１内の流動床の直
ぐ上の区域に、流動化に適当な粒度のコークスとルチル
または他の適当な二酸化チタン含有材料の混合物を流動
床の上方に自由空間が残るように供給する。

酸素を入口１５から導入し、コークス／ルチル混合物を
流動化させ、コークス／酸素混合物を発火させて流動床
を予熱する。

温度が所望の温度水準に達したならば直ちに酸素の供給
を所要温度水準を保つように適宜に調節し、塩素を入口
１５から導入し、チタン鉱／コークス混合物を鉱石とコ
ークスの貯蔵ホッパ７から供給管１７を介し流動床の頭
頂に向けて連続的に供給する。

同時に酸素を塔１内に入口１６を介して導入する。

塔１の上部を冷却コイル１２および噴霧頭１９から出る
液状四塩化チタンの噴霧によって冷却し、流動床上方の
空間の少くとも上部を８００℃以下に保つ。

流動床から出る流出物は四塩化チタンと塩化第二鉄のガ
ス状混合物から成り、塩化第二鉄の選択的酸化を受ける
。

前記の酸化から生じた酸化第二鉄粒子、残留する塩化第
二鉄、四塩化チタン、酸素、塩素、および酸化炭素類を
含んだガス類め混合物は管２０を介して除去する。

このガス類混合物を５００°Ｃ〜２５０℃に予熱したサ
イクロン２に送給して酸化第二鉄を分離し、これを回収
する。

残りのガス類は、サイクロンから管２２を介して抜出し
、ホッパ７から管２３によって供給される酸素と混合す
ることによって温度を下げ、凝縮器に送給する。

凝縮器では塩化第二鉄が約１３０℃〜１５０℃で鉱石上
に凝縮する。

この固体混合物を管２４を介して抜出し、これを鉱石供
給管１７を介して塔１に導入する。

凝縮管３から出るガス類は四塩化チタン、塩素、酸素お
よび酸化炭素から成る。

このガス混合物を管２５を介して凝縮器４に導入し、こ
の凝縮器内で四塩化チタンを凝縮させ、管２６を介して
貯槽１０に取出す。

凝縮器から出る蒸気は主として塩素、酸素および酸化炭
素から成る。

この蒸気混合物を管２７を介して吸収器５に導入し、塩
素を約０℃で四塩化チタンに吸収させる。

塩素を吸収した四塩化チタンは管２８を介して排除器６
に通し、こ５で加圧下に加熱して塩素を四塩化チタンか
ら排除する。

得られた塩素は管１４を介して塩素注入塔１に、必要に
応じ塩素貯槽９からの追加の塩素と共に、再循環させる
。

排除器６からの残留四塩化チタンは管２９を介して、必
要に応じ四塩化チタン貯蔵槽１０からの追加の四塩化チ
タンと共に、吸収器５に再循環させる。

吸収器５から出るガス類は酸化炭素と酸素で、これらの
ガスは精製しないで外気中に放出する。

吸収した塩素が除去された四塩化チタンまたは吸収した
循環が尚幾許か残っている四塩化チタンは適当な個所で
設備から取出す。

第２図に示す別形の装置において、流動床反応器１から
流出物をホ出すための管２０は反応器１の上部から水平
に延張しており、サイクロン２の入口バイブ３３に対す
る取付り点を提供する可撓性のベロー３２を具備する。

酸素は、管２０に連結するように配置され且つ管２０と
同心の開放端３１を有するパイプ１３を介して導入され
る。

実施例 第１図に示したものと類似の装置を使用し、微細状のル
チル鉱２５ｋｇとコークス６、５ ｋｇから成る固体を
乾いた酸素富化空気によって高さが２．７ｒｒｔ。

直径Ｌ５０ｒｎｍの流動床塩素化塔内で流動化させた。

コークスを発火させ、流動床の温度をｔｏｏ。

℃に上げた。

酸素と塩素が容積でｌ：１９比の混合ガスとしての塩素
を０．０６ｋｇ／時間の速度及び二酸化マンガンが少な
く二酸化チタン５９．６重量％、酸化鉄２５重量％、残
余は不活性物質からなるイルメナイト砂３．０ｋｇ／時
聞及びコークス０．８ｋｇ／時間の流れを使用すること
によって流動化を続行した。

四塩化チタンと塩化第二鉄のガス状混合物から成る流出
物が流動床表面かられき出た。

塩素化塔は、流動床の上方で炭素の粉塵が同伴状態から
脱離する空間があり、この空間の上方に自由空間ｔＪｓ
あって、塩素化塔の下半分のところに固体群が流動する
ようになされている。

流出物を噴霧頭１９から下向きに噴霧される液状四塩化
チタンの流れと接触させることによって６００℃に冷却
した。

酸素を、流動床の上方で且つ炭素粉塵脱離空間の上方の
自由空間内へ蒸気の塩化第二鉄を酸化第二鉄に酸化させ
るのに理論上必要な量の酸素をモルで２０％超えた量入
口１６を介して導入した。

この酸素量は１時間当り酸素０．１ ｋｇモルの装入流
量に相当する。

塩素化塔から出るガスを３００℃に冷却し、ガス中に浮
遊する酸化第二鉄粒子をサイクロン２で除去した。

このようにして回収した酸化第二鉄の量は反応器にはい
るイルメナイト流に含まれた全酸化鉄の８０％に相当す
る。

残りの蒸気を凝縮器３内でイルメナイト砂と接触させて
更に１４０℃に冷却して残りの塩化第二鉄をイルメナイ
ト上に凝縮させ、これを前記した如く所要のコークスと
共に塩素化塔へ供給した。

塩化第二鉄の凝縮液に残った蒸気を凝縮器４内で一３０
℃に冷却して四塩化チタンを凝縮させた。

このようにして回収した四塩化チタンの収率は塩素化塔
に導入したイルメナイト砂の含有した二酸化チタンに対
し９３％であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置の構成線図、第２
図は流動床から出る流出物内へ酸素を導入するための別
形の装置を示す断面図である。 図中：１・・・・・・塩素化塔（塔）、２・・・・・・
サイクロン、３・・・・・・凝縮器（塩化第二鉄用）、
４・・・・・・凝縮器（四塩化チタン用）、５・・・・
・・吸収器（塩素用）、６・・・・・・脱着器（塩素脱
着用）、７・・・・・・コークス／チタン鉱貯蔵ホッパ
、８・・・・・・酸素貯槽、９・・・・・・塩素貯槽、
１０・・・・・・（液状）四塩化チタン貯槽、１１・・
・・・・流動床、１２・・・・・・冷却コイル、１５・
・・・・・（酸素及び塩素共通）人口、１６・・・・・
・（酸素入口）１９・・・・・・噴霧頭（四塩化チタン
）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 含鉄チタン鉱の鉄分及びチタン分の同時塩素化から
   得られた、四塩化チタンと主として塩化第二鉄の形態の
   塩化鉄とを含む流出物中に含まれる塩化鉄から四塩化チ
   タンを分離することにより四塩化チタンを回収する方法
   において、前記流出物の温度を５υＯ℃〜８００℃の範
   囲内の温度に保ちつつ流出物に含まれた塩化第二鉄を酸
   化して酸化第二鉄と塩素とを生成するのに理論上必要な
   酸素量より多い量の酸素と前記流出物とを混合し、得ら
   れた流出物酸素および塩素の混合物は生成した酸化第二
   鉄の粒子を同伴するのに十分な速度を有し、酸化第二鉄
   の粒子を分離し、残余のガスを四塩化チタンの沸点より
   高い温度に冷却して残余の塩化第二鉄を凝縮させ、凝縮
   した塩化第二鉄を分離し、残った四塩化チタン含有蒸気
   を回収することを特徴とする四塩化チタンの回収方法。 ２ 流出物がイルメナイト鉱の鉄分とチ・メン分の同時
   塩素化から得られたものである特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ３ 流出物中の鉄分／斤タン分のモル比が含鉄チタン鉱
   に：Ｆ６するモル比より３０モル％以下の超過量である
   特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法。 ４ 塩化鉄の少くとも７５モル％が塩化第二鉄の形態に
   ある特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
   載の方法。 ５ 流出物ｂＳＳ炭素の粒子と混合されたイルメナイト
   鉱の粒子の流動床の形態にあるイルメナイト鉱の塩素化
   から得られたものである特許請求の範囲第１項ないし第
   ４項のいずれかｌこ記載の方法。 ６ 流動床を連続的に動作させ、流動床にはいる固体が
   ６０重量％〜８０重量％の鉱石と２０重量％〜４０重量
   ％の炭素とから成り、流動床にはいるガス類が７５体積
   ％〜１００体積の塩素、０〜１５体積％の不活性ガスお
   よび０〜１０体積％の酸素から成る特許請求の範囲第５
   項記載の方法。 ７ 塩素化を８５０°Ｃ〜ｔｔｏｏ℃の範囲内の温度で
   行う特許請求の範囲第５項または第６項記載の方法。 ８ 流動床から出る流出物を、液状四塩化チタンを流出
   物内に噴霧することによって、酸素との混合前に５００
   °Ｃ〜８００℃の温度に冷却する特許請求の範囲第５項
   ないし第７項のいずれかに記載の方法。 ９ 流動床から出る流出物を、流動床の表面より上方の
   位置において１５０〜４５０℃の温度に保たれた流動床
   反応器壁と接触させることによって、酸素との混合前に
   ５００°Ｃ〜８００℃の温度に冷却する特許請求の範囲
   第７項記載の方法。 １０ ａ動床が流動床反応器の下半分内に含まれ、流動
   床反応器は流動床の表面より上方に自由空間を取囲み、
   前記自由空間が流動床支持板から測った流動床の全垂直
   高さの主要割合を占める特許請求の範囲第５項記載の方
   法。 １１ 流動床から出る流出物に、酸素を自由空間の頭頂
   部または頭頂部付近において自由空間中へ通すことによ
   って酸素と混合させる特許請求の範囲第１０項記載の方
   法。 １２ 流動床を含有する反応器から流出物を耶出すため
   の導管内へ酸素を導入することによって流動床から出る
   流出物と酸素とを混合させる特許請求の範囲第５項ない
   し第１０項のいずれかに記載の方法。 １３流出物中の塩化第二鉄を酸化するに必要な量の酸素
   の５モル％〜１００モル％過剰量の酸素と流出物を接触
   させる特許請求の範囲第１項記載ないし第１２項のいず
   れかに記載の方法。 １４凝縮した残余の塩化第二鉄を反応器に再循環させる
   特許請求の範囲第１項ないし第１３項のいずれかに記載
   の方法。 １５残余の塩化第二鉄を凝縮させたあとに残った四塩化
   チタン含有蒸気から残余の塩素を分離し、この分離した
   塩素を反応器に再循環させる特許請求の範囲第１４項記
   載の方法。 １６ 四塩化チタンと主として塩化第二鉄の形態にある
   塩化鉄とのガス状混合物を含む流出流中の塩化鉄から四
   塩化チタンを分離することによって四塩化チタンを回収
   する方法に右いて、６０重量％〜８０重量％のイルメナ
   イト鉱と２０重量％〜４０重量％のコークスとからなる
   固体を流動床反応器中に連続的に供給し、前記固体を７
   ５体積％〜１００体積％の塩素、Ｏ〜１５体積％の不活
   性ガス及びＯ〜１０体積％の酸素からなる流動化ガスに
   よって流動状態に保ち、流動化固体の温度を８５０°Ｃ
   〜１０００℃の範囲に保ち、反応器の下半分内のところ
   で流動化固体の表面の位置が保たれるように固体の供給
   速度を調節し、流動床の表面から流出物を反応器の上半
   分を通してこの流出物中に液状四塩化チタンを導入する
   ことによって流出物を５００°Ｃ〜８００℃の範囲の温
   度に冷却し、冷却された流出流を反応器の頭頂部または
   頭頂部付近で流出物中に含有させる塩化第二鉄を酸化し
   て酸化第二鉄を生成させるのに必要な理論量よりも５％
   〜１００％過剰な量の酸素と混合して酸化第二鉄の粒子
   を生成させ、得られる残余の流出物のガス、酸素及び塩
   素の殆物の流速は酸化第二鉄粒子を同伴するのに充分な
   速度であり、前記混合物及び同伴粒子を反応器から取出
   し、取出した混合物の温度を最初；こ２５０℃より高い
   が混合物中１こ存在することがある塩化カルシウムまた
   たば塩化マ・クネシウムまたは塩化第一鉄を固化させる
   のに充分な低温度に調整呟酸化第二鉄粒子及び生成する
   ことがある固体塩化カルシウム及び塩化マグネシウム及
   び固体素化第一鉄を除去し、更に混合物を２５０℃〜１
   ３０℃の温度に冷却して残存することがある塩化第二鉄
   を固化させ、生成することＱ５ある燻化第二鉄を混合物
   から分離し、混合物を１３０℃未満に更に冷却して四塩
   化チタンを混合物から凝縮させ、凝縮した四塩化チタン
   を回収し、残りの塩素を四塩化チタン中に選択的に吸収
   させ次いで脱着することによって残余の蒸気から残余塩
   素を回収し、回収した塩素を流動化ガス中；こ再循環し
   、残存固体塩化第二鉄を流動床反応器に導入し、回収し
   た液状四塩化チタンの一部を流動床からの流出物を冷許
   するために使用することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の四塩化チタンの回収方法。