[發(fā)明專利]制備二氧化鈦的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310664512.3
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN103663551A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王洪江;劉建良;汪云華;楊光燦;李保金;周燕
• 申請（專利權(quán)）人: 云南新立有色金屬有限公司
• 主分類號: C01G23/07
• 分類號: C01G23/07
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

1.一種制備二氧化鈦的方法，其特征在于，包括：

（1）通過燃燒二甲醚提供熱量，對四氯化鈦進行第一預(yù)熱；

（2）將鋁粉、氯氣和所述經(jīng)過第一預(yù)熱的四氯化鈦混合，并使所述鋁粉和氯氣反應(yīng)生成三氯化鋁，以便得到含有三氯化鋁和四氯化鈦的混合物，其中，所述鋁粉和氯氣反應(yīng)所產(chǎn)生的熱對所述四氯化鈦進行第二預(yù)熱；

（3）通過燃燒二甲醚提供熱量，對氧氣進行第一預(yù)熱；

（4）通過燃燒甲苯提供熱量，對所述經(jīng)過第一預(yù)熱的氧氣進行第二預(yù)熱；

（5）將步驟（2）中得到的含有三氯化鋁和四氯化鈦的混合物與步驟（4）中得到的經(jīng)過第二預(yù)熱的氧氣進行混合，并使得四氯化鈦和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，以便獲得含有二氧化鈦和氯氣的氧化反應(yīng)混合物；以及

（6）對所述氧化反應(yīng)混合物進行氣固分離，以便分別獲得二氧化鈦和氯氣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，經(jīng)過第一預(yù)熱的四氯化鈦的溫度為不低于270攝氏度；

經(jīng)過第二預(yù)熱的四氯化鈦的溫度為不低于350攝氏度；

經(jīng)過第一預(yù)熱的氧氣的溫度為不低于750攝氏度；

經(jīng)過第二預(yù)熱的氧氣的溫度為不低于1500攝氏度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟（1）和步驟（3）中，所述對四氯化鈦進行第一預(yù)熱和對氧氣進行第一預(yù)熱，均為間接加熱，

在步驟（4）中，將甲苯與所述經(jīng)過第一預(yù)熱的氧氣混合，并燃燒以便通過直接加熱，對所述經(jīng)過第一預(yù)熱的氧氣進行第二預(yù)熱。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟（2）中，所述鋁粉和氯氣是按照質(zhì)量比為1:1～1:5的比例進行混合的，以便所述含有三氯化鋁和四氯化鈦的混合物中，所述三氯化鋁的含量為0.01%～0.1%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟（6）中，對所述氧化反應(yīng)混合物進行氣固分離進一步包括：

（6-1）利用循環(huán)水，對所述氧化反應(yīng)混合物進行快速冷卻，以便將所述氧化反應(yīng)混合物的溫度在一分鐘內(nèi)冷卻至500攝氏度以下；以及

（6-2）利用袋式過濾器對所述氧化反應(yīng)混合物進行氣固分離，以便分別獲得二氧化鈦和氯氣。

6.一種制備二氧化鈦的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

四氯化鈦預(yù)熱器，所述四氯化鈦預(yù)熱器采用二甲醚作為燃料，通過燃燒二甲醚提供熱量，對四氯化鈦進行第一預(yù)熱；

三氯化鋁發(fā)生器，所述三氯化鋁發(fā)生器與所述四氯化鈦預(yù)熱器相連，并且所述三氯化鋁發(fā)生器中限定出反應(yīng)空間，所述反應(yīng)空間內(nèi)適于將鋁粉、氯氣和所述經(jīng)過第一預(yù)熱的四氯化鈦混合，使所述鋁粉和氯氣反應(yīng)生成三氯化鋁，以便得到含有三氯化鋁和四氯化鈦的混合物，其中，所述鋁粉和氯氣反應(yīng)所產(chǎn)生的熱對所述四氯化鈦進行第二預(yù)熱；

氧氣預(yù)熱器，所述氧氣預(yù)熱器采用二甲醚作為燃料，通過燃燒二甲醚提供熱量，對氧氣進行第一預(yù)熱；

燃燒室，所述燃燒室適于將甲苯與經(jīng)過第一預(yù)熱的氧氣進行混合，并且通過燃燒甲苯提供熱量，對所述經(jīng)過第一預(yù)熱的氧氣進行第二預(yù)熱；

氧化反應(yīng)裝置，所述氧化反應(yīng)裝置分別與所述三氯化鋁發(fā)生器和所述燃燒室連接，以便將所述含有三氯化鋁和四氯化鈦的混合物與經(jīng)過第二預(yù)熱的氧氣進行混合，并使得四氯化鈦和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，以便獲得含有二氧化鈦和氯氣的氧化反應(yīng)混合物；以及

氣固分離裝置，所述氣固分離裝置與所述氧化反應(yīng)裝置相連，并且適于對所述氧化反應(yīng)混合物進行氣固分離，以便分別獲得二氧化鈦和氯氣。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述四氯化鈦預(yù)熱器進一步包括：

二甲醚燃燒室，所述二甲醚燃燒室采用二甲醚作為燃料，通過燃燒二甲醚產(chǎn)生熱量；

換熱腔室，所述換熱腔室與所述二甲醚燃燒室相連；以及

四氯化鈦管路，所述四氯化鈦管路穿過所述換熱腔室，以便利用燃燒二甲醚產(chǎn)生的熱量對所述四氯化鈦進行加熱，

所述氧氣預(yù)熱器進一步包括：

二甲醚燃燒室，所述二甲醚燃燒室采用二甲醚作為燃料，通過燃燒二甲醚產(chǎn)生熱量；

換熱腔室，所述換熱腔室與所述二甲醚燃燒室相連；以及

氧氣管路，所述氧氣管路穿過所述換熱腔室，以便利用燃燒二甲醚產(chǎn)生的熱量對所述氧氣進行加熱。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣固分離裝置進一步包括：

水冷單元，所述水冷單元適于利用循環(huán)水，對所述氧化反應(yīng)混合物進行快速冷卻；以及

袋式過濾器，所述袋式過濾器與所述水冷單元相連，并且適于對所述氧化反應(yīng)混合物進行氣固分離，以便分別獲得二氧化鈦和氯氣。