RU2713362C1 - Method of producing titanium tetrachloride - Google Patents

Method of producing titanium tetrachloride Download PDF

Info

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
Application number
RU2019115291A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Иванович Власенко
Константин Леонидович Занавескин
Леонид Николаевич Занавескин
Original Assignee
Виктор Иванович Власенко
Константин Леонидович Занавескин
Леонид Николаевич Занавескин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Иванович Власенко, Константин Леонидович Занавескин, Леонид Николаевич Занавескин filed Critical Виктор Иванович Власенко
Priority to RU2019115291A priority Critical patent/RU2713362C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2713362C1 publication Critical patent/RU2713362C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00Compounds of titanium
    • C01G23/02Halides of titanium
    • C01G23/022Titanium 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

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to a method of producing titanium tetrachloride and can be used in production of titanium sponge and pigment titanium dioxide. Titanium tetrachloride is obtained by chlorination of titanium-containing materials in the apparatus with a boiling layer of crushed titanium-quartz concentrate and carbon with supply of chlorinating gas at temperature 700–1,000 °C. Simultaneously with the chlorinating gas evaporated titanium tetrachloride is supplied to the bottom of the apparatus.
EFFECT: enabling increase in the target titanium tetrachloride removal from the reaction volume unit, id est high efficiency of the reaction apparatus.
1 cl, 4 ex

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)

Способ получения тетрахлорида титана, включающий хлорирование титансодержащих материалов в аппарате с кипящим слоем измельченного титано-кварцевого концентрата и углерода с подачей хлорирующего газа при температуре 700-1000°С, отличающийся тем, что в низ аппарата одновременно с хлором подают тетрахлорид титана.A method of producing titanium tetrachloride, including chlorination of titanium-containing materials in a fluidized bed apparatus of crushed titanium-quartz concentrate and carbon with the supply of chlorinating gas at a temperature of 700-1000 ° C, characterized in that titanium tetrachloride is simultaneously fed to the bottom of the apparatus.
RU2019115291A 2019-05-20 2019-05-20 Method of producing titanium tetrachloride RU2713362C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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