RU2713362C1 - Method of producing titanium tetrachloride - Google Patents
Method of producing titanium tetrachloride Download PDFInfo
- Publication number
- RU2713362C1 RU2713362C1 RU2019115291A RU2019115291A RU2713362C1 RU 2713362 C1 RU2713362 C1 RU 2713362C1 RU 2019115291 A RU2019115291 A RU 2019115291A RU 2019115291 A RU2019115291 A RU 2019115291A RU 2713362 C1 RU2713362 C1 RU 2713362C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- titanium tetrachloride
- chlorination
- tetrachloride
- removal
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
- C01G23/02—Halides of titanium
- C01G23/022—Titanium tetrachloride
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения тетрахлорида титана путем хлорирования минерального титансодержащего сырья в реакторе кипящего слоя, и может быть использовано в технологии получения титановой губки и пигментного диоксида титана.The invention relates to a method for producing titanium tetrachloride by chlorination of mineral titanium-containing raw materials in a fluidized bed reactor, and can be used in the technology of producing titanium sponge and pigment titanium dioxide.
Известен способ получения тетрахлорида титана путем хлорирования титанового минерального сырья в реакторах шахтного типа (Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. Металлургия редких металлов. М.: Металлургия, 1991, с. 170-173). В шахтных реакторах хлорированию подвергают брикеты, которые получают путем смешения титанового минерального сырья и нефтяного кокса (20-25 мас. %). К смеси добавляют связующее вещество, например сульфидно-целлюлозный щелок, каменноугольный или нефтяной пек. Полученную шихту прессуют на вальцевых прессах в подушкообразные брикеты размером 50×40×35 мм. С целью увеличения порочности и удаления летучих веществ брикеты прокаливают без доступа воздуха при 850-950°С в специальных печах.A known method of producing titanium tetrachloride by chlorination of titanium mineral raw materials in shaft reactors (Zelikman A.N., Korshunov B.G. Metallurgy of rare metals. M: Metallurgy, 1991, S. 170-173). In mine reactors, briquettes are subjected to chlorination, which are obtained by mixing titanium mineral raw materials and petroleum coke (20-25 wt.%). A binder, for example, sulphide-cellulose liquor, coal tar or petroleum pitch, is added to the mixture. The resulting mixture is pressed on roll presses into pillow-shaped briquettes of size 50 × 40 × 35 mm. In order to increase viciousness and remove volatile substances, briquettes are calcined without air at 850-950 ° C in special furnaces.
Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:
- сложная технология подготовки исходного сырья, требующая использования вспомогательных веществ и высокотемпературной прокалки получаемых брикетов, и, как следствие, высокие затраты, увеличивающие себестоимость получаемого тетрахлорида титана;- a complex technology for the preparation of feedstock, requiring the use of auxiliary substances and high-temperature calcining of the resulting briquettes, and, as a result, high costs that increase the cost of the resulting titanium tetrachloride;
- высокая взрывоопасность отходящих газов за счет преобладания в них оксида углерода.- high explosive risk of exhaust gases due to the predominance of carbon monoxide in them.
- низкая скорость хлорирования соединений титана, т.к. процесс протекает во внутренне-диффузионной области.- low rate of chlorination of titanium compounds, as the process proceeds in the internal diffusion region.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения тетрахлорида титана путем хлорирования газообразным хлором измельченных частиц минерального сырья, содержащего диоксид титана, с размером частиц более 325 меш (0,044 мм), а также частицы углерода, при этом хлорирование ведется в кипящем (псевдоожиженном) слое (Патент США №2555374 от 02.11.1949 г.).Closest to the claimed method is a method for producing titanium tetrachloride by chlorination with gaseous chlorine of crushed particles of mineral raw materials containing titanium dioxide with a particle size of more than 325 mesh (0.044 mm), as well as carbon particles, while chlorination is carried out in a fluidized (fluidized) layer ( U.S. Patent No. 2,555,374 of November 2, 1949).
Недостатком известного способа является низкий съем тетрахлорида титана с единицы реакционного объема.The disadvantage of this method is the low removal of titanium tetrachloride per unit reaction volume.
Технической задачей изобретения является увеличение съема тетрахлорида титана с единицы реакционного объема.An object of the invention is to increase the removal of titanium tetrachloride from a unit of the reaction volume.
Данная задача решается путем подачи (рецикла) тетрахлорида титана в кипящий слой в нижнюю часть реактора хлорирования.This problem is solved by feeding (recycling) titanium tetrachloride in a fluidized bed in the lower part of the chlorination reactor.
Примеры, иллюстрирующие способ:Examples illustrating the method:
Пример 1 (по прототипу).Example 1 (prototype).
Процесс хлорирования проводили на лабораторной установке, включающей реактор кипящего слоя, кварцевый конденсатор и стеклянную закалочную колонку. Реактор кипящего слоя - кварцевый аппарат диаметром 30 мм и высотой 200 мм - снабжен конусным распределителем газов, электрообогревом, гильзой для термопары и штуцером выгрузки твердых продуктов реакции. Реакционный объем составлял 105 см3.The chlorination process was carried out in a laboratory setup, including a fluidized bed reactor, a quartz condenser and a glass quenching column. The fluidized bed reactor - a quartz apparatus with a diameter of 30 mm and a height of 200 mm - is equipped with a conical gas distributor, electric heating, a sleeve for a thermocouple and a fitting for unloading solid reaction products. The reaction volume was 105 cm 3 .
Хлорированию подвергали титано-кварцевый концентрат с размером зерен -0,25+0,16 мм (60 меш). Размер зерен нефтяного кокса -0,4+0,16 мм (~40 меш). Титано-кварцевый концентрат имел следующий состав (в пересчете на оксиды элементов): TiО2 - 49,53 мас. %; SiО2 - 45,20 мас. %; Аl2O3 - 2,9 мас. %; Fe2O3 - 1,36 мас. %; прочие - 1,01 мас. %. Мольное соотношение углерод : диоксид титана = 1:5. Температура хлорирования 900°С. Линейная скорость хлора 0,067 м/с. Время проведения эксперимента 50 мин. Съем тетрахлорида титана составил 1051,4 г с 1 литра реакционного объема в час.A titanium-quartz concentrate with a grain size of -0.25 + 0.16 mm (60 mesh) was chlorinated. The grain size of petroleum coke is 0.4 + 0.16 mm (~ 40 mesh). Titanium-quartz concentrate had the following composition (in terms of oxides of elements): TiO 2 - 49.53 wt. %; SiO 2 - 45.20 wt. %; Al 2 O 3 - 2.9 wt. %; Fe 2 O 3 - 1.36 wt. %; others - 1.01 wt. % The molar ratio of carbon: titanium dioxide = 1: 5. The chlorination temperature is 900 ° C. The linear velocity of chlorine is 0.067 m / s. The experiment time is 50 minutes. The removal of titanium tetrachloride was 1051.4 g per 1 liter of reaction volume per hour.
Пример 2 (по прототипу)Example 2 (prototype)
На установке и при условиях, приведенных в примере 1, подвергали хлорированию титано-кварцевый концентрат с размером зерен -0,63+0,16 мм.At the installation and under the conditions described in example 1, titanium-quartz concentrate with a grain size of -0.63 + 0.16 mm was chlorinated.
Съем тетрахлорида титана составил 401,2 г с 1 литра реакционного объема в час.The titanium tetrachloride content was 401.2 g per 1 liter of reaction volume per hour.
Пример 3.Example 3
Процесс хлорирования титано-кварцевого концентрата проводили на установке и при условиях, описанных в примере 1. Отличие заключалось в том, что совместно с хлором в реактор подавался предварительно испаренный тетрахлорид титана в количестве 12% моль. от подачи хлора. В результате реакции съем тетрахлорида титана составил 1279,3 г с 1 л реакционного объема в час без учета поданного с хлором тетрахлорида титана.The process of chlorination of titanium-quartz concentrate was carried out on the apparatus and under the conditions described in example 1. The difference was that together with chlorine, pre-evaporated titanium tetrachloride in the amount of 12% mol was fed into the reactor. from the supply of chlorine. As a result of the reaction, the removal of titanium tetrachloride amounted to 1279.3 g with 1 liter of reaction volume per hour, excluding titanium tetrachloride supplied with chlorine.
Пример 4.Example 4
Процесс хлорирования титано-кварцевого концентрата проводили на установке и при условиях, описанных в примере 2. Совместно с хлором в реактор подавался предварительно испаренный тетрахлорид титана в количестве 12,5% моль. от подачи хлора. В результате реакции съем тетрахлорида титана составил 512,4 г с 1 л реакционного объема в час без учета поданного с хлором тетрахлорида титана.The process of chlorination of titanium-quartz concentrate was carried out on the apparatus and under the conditions described in example 2. Together with chlorine, pre-evaporated titanium tetrachloride in an amount of 12.5% mol was fed into the reactor. from the supply of chlorine. As a result of the reaction, the removal of titanium tetrachloride amounted to 512.4 g with 1 liter of reaction volume per hour, excluding titanium tetrachloride supplied with chlorine.
Анализ данных, представленных в примерах 1-4 показывает, что подача в низ реактора одновременно с хлором предварительно испаренного тетрахлорида титана приводит к росту съема целевого тетрахлорида титана с единицы реакционного объема, т.е. к увеличению производительности реактора кипящего слоя. Эффект увеличения съема целевого продукта наблюдается не зависимо от размера зерен титано-кварцевого концентрата.An analysis of the data presented in examples 1-4 shows that feeding the pre-evaporated titanium tetrachloride simultaneously with the chlorine to the bottom of the reactor leads to an increase in the removal of target titanium tetrachloride from a unit of the reaction volume, i.e. to increase the productivity of the fluidized bed reactor. The effect of increasing the removal of the target product is observed regardless of the grain size of the titanium-quartz concentrate.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115291A RU2713362C1 (en) | 2019-05-20 | 2019-05-20 | Method of producing titanium tetrachloride |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115291A RU2713362C1 (en) | 2019-05-20 | 2019-05-20 | Method of producing titanium tetrachloride |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2713362C1 true RU2713362C1 (en) | 2020-02-04 |
Family
ID=69625209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019115291A RU2713362C1 (en) | 2019-05-20 | 2019-05-20 | Method of producing titanium tetrachloride |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2713362C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2555374A (en) * | 1949-11-02 | 1951-06-05 | Nat Lead Co | Method for chlorinating titanium oxide material |
RU2382094C1 (en) * | 2008-06-23 | 2010-02-20 | Андрей Станиславович Клямко | Rolling method of silica-titanic concentrates |
WO2012039731A1 (en) * | 2010-09-21 | 2012-03-29 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for in-situ formation of chlorides in the preparation of titanium dioxide |
RU2653519C2 (en) * | 2015-12-11 | 2018-05-10 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (АО "НИФХИ им. Л.Я. Карпова") | Method for production of titanium tetrachloride |
-
2019
- 2019-05-20 RU RU2019115291A patent/RU2713362C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2555374A (en) * | 1949-11-02 | 1951-06-05 | Nat Lead Co | Method for chlorinating titanium oxide material |
RU2382094C1 (en) * | 2008-06-23 | 2010-02-20 | Андрей Станиславович Клямко | Rolling method of silica-titanic concentrates |
WO2012039731A1 (en) * | 2010-09-21 | 2012-03-29 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for in-situ formation of chlorides in the preparation of titanium dioxide |
RU2653519C2 (en) * | 2015-12-11 | 2018-05-10 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (АО "НИФХИ им. Л.Я. Карпова") | Method for production of titanium tetrachloride |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2701179A (en) | Metal halide production | |
CN101717117B (en) | Method for producing vanadium trioxide | |
US2486912A (en) | Process for producing titanium tetrachloride | |
US6521003B2 (en) | Treatment of solid carbonaceous material | |
TW201437382A (en) | Method for producing titanium oxide and iron oxide | |
US1179394A (en) | METHOD AND MEANS FOR PRODUCING TITANIUM TETRACHLORID, (TiCl4.) | |
RU2713362C1 (en) | Method of producing titanium tetrachloride | |
US3325252A (en) | Preparation of iron oxide and chlorine by two-zone oxidation of iron chloride | |
US3787556A (en) | Method for preparing titanium tetrachloride | |
US1174464A (en) | Process for reducing ores. | |
US3149911A (en) | Process for producing titanium tetrachloride | |
RU2653519C2 (en) | Method for production of titanium tetrachloride | |
US3135618A (en) | Process for producing cement using pretreated oil shale | |
US3355244A (en) | Production of vanadium oxytrichloride | |
US3956454A (en) | Process for producing aluminum trichloride | |
US3937786A (en) | Production of aluminum chloride from raw materials containing coal | |
US2384479A (en) | Process fob the production of | |
RU2334799C1 (en) | Method of processing of oil titanium leucoxenic concentrates | |
US2772948A (en) | Calcination of barium carbonate | |
US733389A (en) | Process of removing silica from coke. | |
US2777756A (en) | Process for manufacturing titanium tetrachloride and arrangement thereof | |
CN100595133C (en) | Technique for producing barium sulfide by grinding ball-preparing rotary kiln solid-solid reducing roasting | |
US1171719A (en) | Process of producing ferrosilicon. | |
US3012954A (en) | Arc process and apparatus for chlorination of zirconium oxide and the like | |
US2036221A (en) | Method of purifying zirconium silicates |