[發(fā)明專利]處理熔鹽氯化法生產(chǎn)TiCl4所產(chǎn)生廢熔鹽的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110420036.1
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102443710A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹大力;張帆
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽化工大學(xué)
• 主分類號: C22B34/12
• 分類號: C22B34/12;C01G25/02
• 代理公司: 沈陽技聯(lián)專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及處理廢熔鹽的方法，特別是涉及處理熔鹽氯化法生產(chǎn)TiCl₄所產(chǎn)生廢熔鹽的方法。對熔鹽氯化廢鹽和含Cl^-的廢水進行綜合治理和利用。

背景技術(shù)

金屬鈦具有密度小、比強度高、抗氧化、抗疲勞、耐腐蝕性等優(yōu)點，是優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)和功能材料，享有“全能金屬”、“海洋金屬”和“21世紀的金屬”等美譽。在國防、航空航天、航海、石油、化工、醫(yī)療、冶金等領(lǐng)域得以廣泛的應(yīng)用。

鈦白粉是一種白色無機顏料，具有最佳的不透明性、最佳白度和光亮度和無毒等特性，被公認是目前世界上性能最好的白色顏料，廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、化妝品等工業(yè)。

TiCl₄是生產(chǎn)海綿鈦和氯化法生產(chǎn)鈦白的原料，也是制備鈦酸酯和高純TiO₂超微粉的原料。目前工業(yè)上生產(chǎn)TiCl₄的方法有沸騰氯化和熔鹽氯化兩種：

沸騰氯化：高鈦渣與石油焦的混合料在沸騰爐中和Cl₂氣處于流態(tài)化的狀態(tài)下進行氯化反應(yīng)。由于氣體和固體處于激烈的相對運動中，傳質(zhì)、傳熱良好，大大強化生產(chǎn)，并且無制團、焦化工序，操作簡單連續(xù)。

熔鹽氯化：是將鈦渣與石油焦懸浮在熔鹽介質(zhì)中，和Cl₂氣反應(yīng)生成TiCl₄。熔鹽氯化法具有以下的優(yōu)點：

（1）粉料入爐，對原料的粒度無苛刻要求。較豎爐氯化和連續(xù)豎爐氯化，省去了制團和焦化工序，從而簡化了爐料的準備工藝；

（2）熔鹽體中的劇烈攪拌，強化了固-液-氣三相的傳熱和傳質(zhì)的過程，因而爐子的單位生產(chǎn)率高。而且TiCl₄泥漿易于返回氯化爐回收處理；

（3）因為生成的幾乎全是CO₂，而CO含量少，爐氣中濃度（分壓）增高，有利于后續(xù)系統(tǒng)的冷卻，冷凝過程；

（4）較之其他幾種方法，過程在較低溫度下進行，爐氣中鐵、鋁、硅的氯化物濃度低，有利于TiCl₄的精制提純；

（5）因為主要生成CO₂，而不是CO，即使漏入了空氣，也沒有爆炸危險性，生產(chǎn)比較安全；

最大的優(yōu)點是對爐料的要求不苛刻，適宜處理高鈣鎂鈦渣和TiO₂品位較低的鈦渣。

但熔鹽氯化也存在一些缺點，主要是：

（1）?廢熔鹽量大（每生產(chǎn)1tTiCl₄，約產(chǎn)生廢熔鹽100-200kg），它的處理比較困難，而且由于要經(jīng)常排鹽，會造成鈦和碳的損失；

（2）廢熔鹽不能處理而長期堆存，所含有害氯化物難免不造成環(huán)境污染；

由于熔鹽氯化法對原料的適應(yīng)范圍廣，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)異，生產(chǎn)的TiCl₄占目前世界鈦工業(yè)用量的40%左右。我國的攀枝花-西昌地區(qū)的釩鈦礦經(jīng)處理后，所得含鈦物料中，鈣鎂的含量較高（MgO+CaO≧5-9%），適合采用熔鹽氯化法生產(chǎn)TiCl₄。但在生產(chǎn)海綿鈦和鈦白粉的同時，在熔鹽氯化生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的熔鹽廢渣，熔鹽廢渣成分復(fù)雜，堆放占用大量的場地，污染較重。廢鹽廢渣是熔鹽電解生產(chǎn)TiCl₄的最大障礙，嚴重影響熔鹽電解法的發(fā)展，綜合處理和利用廢鹽廢渣是熔鹽電解法生產(chǎn)TiCl₄亟待解決的課題，如果能成功的處理并綜合利用廢鹽廢渣，熔鹽電解法生產(chǎn)TiCl₄將被賦予新的生機，其優(yōu)點完全可以和沸騰氯化法相媲美。

由于廢鹽廢渣主要成分為氯化物,如處理不當,產(chǎn)生氯化物揮發(fā)水解,?將引起周圍水域、土壤環(huán)境的惡化,?同時造成其中量有用資源的流失浪費。國外是將氯化渣水溶過濾后,?所得濾液通過專門的地下灌注系統(tǒng)注人1600m?以下地層，盡管灌注有相當?shù)纳疃龋欢坏┌l(fā)生地質(zhì)運動,?可能會污染地下水系甚至造成地表生態(tài)環(huán)境的污染。國外其它，熔鹽廢渣有的填埋入廢礦井，有的采用跟石灰間隔鋪放于荒地，國內(nèi)是采取石灰攪拌中和處理再堆放渣場，這些方法都存在潛在的污染，如污染地下水，鹽化土地等，未從根本上解決問題。若能從根本上解決廢熔鹽長期堆存，所含有害氯化物難免不造成環(huán)境污染的問題，熔鹽電解法制備TiCl₄具有不可比擬的優(yōu)越性，可煥發(fā)新的生機。

發(fā)明內(nèi)容