[發明專利]制備二氧化鈦的方法和系統

有效

• 申請號: 201310664609.4
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN103663552A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 劉建良;楊光燦;趙澤權;馮煒光;李保金;史勤愷
• 申請（專利權）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: 北京清亦華知識產權代理事務所(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熱；

（2）將鋁粉、氯氣和所述經過第一預熱的四氯化鈦在三氯化鋁發生器中混合，并使所述鋁粉和氯氣反應生成三氯化鋁，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所產生的熱對所述四氯化鈦進行第二預熱；

（3）在氧氣預熱器中，通過燃燒二甲醚提供熱量，對氧氣進行第一預熱；

（4）通過燃燒甲苯提供熱量，對所述經過第一預熱的氧氣進行第二預熱；

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

（6）對所述氧化反應混合物進行氣固分離，以便分別獲得二氧化鈦和氯氣，

其中，所述氧氣預熱器包括：

二甲醚燃燒室，所述二甲醚燃燒室采用二甲醚作為燃料，通過燃燒二甲醚產生熱量；

換熱腔室，所述換熱腔室與所述二甲醚燃燒室相連，并且設置有煙氣入口和煙氣出口；以及

氧氣管路，用于所述氧氣管路穿過所述換熱腔室，以便利用燃燒二甲醚產生的熱量對所述四氯化鈦進行加熱。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧氣預熱器包括多個氧氣管路。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述換熱空間的內壁襯有耐火磚。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述氧氣管路包括氧氣進口和氧氣出口，

其中，

所述在所述換熱腔室的軸向方向上，所述二甲醚燃燒室位于在所述氧氣進口的下方，所述煙氣出口位于所述氧氣出口的上方。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，經過第一預熱的四氯化鈦的溫度為不低于270攝氏度；

經過第二預熱的四氯化鈦的溫度為不低于350攝氏度；

經過第一預熱的氧氣的溫度為不低于750攝氏度；

經過第二預熱的氧氣的溫度為不低于1500攝氏度，

任選地，在步驟（2）中，所述鋁粉和氯氣是按照質量比為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%。

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

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

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

7.一種制備二氧化鈦的系統，其特征在于，包括：

四氯化鈦預熱器，所述四氯化鈦預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熱；

三氯化鋁發生器，所述三氯化鋁發生器與所述四氯化鈦預熱器相連，并且所述三氯化鋁發生器中限定出反應空間，所述反應空間內適于將鋁粉、氯氣和所述經過第一預熱的四氯化鈦混合，使所述鋁粉和氯氣反應生成三氯化鋁，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所產生的熱對所述四氯化鈦進行第二預熱；

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

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

氧化反應裝置，所述氧化反應裝置分別與所述三氯化鋁發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過第二預熱的氧氣進行混合，并使得四氯化鈦和氧氣發生氧化反應，以便獲得含有二氧化鈦和氯氣的氧化反應混合物；以及

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

其中，所述氧氣預熱器包括：

二甲醚燃燒室，所述二甲醚燃燒室采用二甲醚作為燃料，通過燃燒二甲醚產生熱量；

換熱腔室，所述換熱腔室與所述二甲醚燃燒室相連，并且設置有煙氣入口和煙氣出口；以及

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