[發明專利]粗四氯化鈦的精制水解工藝

有效

• 申請號: 201610049356.3
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105753042B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 鄒建新;彭富昌;楊成
• 申請（專利權）人: 攀枝花學院
• 主分類號: C01G23/02
• 分類號: C01G23/02
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司51226
• 代理人: 柯海軍,武森濤

技術領域

本發明屬于鈦化工技術領域，具體涉及一種粗四氯化鈦精制過程中的水解工藝研究。

背景技術

TiCl₄既是海綿鈦生產過程中的重要中間產品，也是氯化法鈦白生產環節中的關鍵性中間環節，高鈦渣或人造金紅石在氯化爐經過氯氣氯化后，得到TiCl₄和氯化鈣、氯化鎂、氯化鐵等氯化物組成的混合爐氣，混合爐氣經收塵、冷凝后獲得液態的粗TiCl₄，粗TiCl₄再進一步蒸餾、精餾，獲得精TiCl₄產品，精TiCl₄通過還原蒸餾可制取海綿鈦，通過氧化爐氧化則可生產出氯化鈦白。

攀枝花某鈦業公司2009年建成1.6萬t/a規模的TiCl₄生產廠，攀鋼海綿鈦廠已建成1.5萬t/a規模的海綿鈦生產線，鋼城集團公司的海綿鈦生產規模達0.5萬t/a，攀鋼鈦業公司10萬t/a氯化鈦白一期工程項目已破土動工，鈦海科技公司選址米易一枝山工業園區的氯化鈦白項目已啟動了前期工作，源豐鈦業及運達鈦業公司等單位也生產TiCl₄產品外銷。對TiCl₄生產過程開展工藝和裝備技術研究十分必要。

粗TiCl₄含有各種雜質，包括Fe、Al、V、Cu、Si等的氯化物或氯氧化物，及氯氣、氧氣、氮氣等氣體。生產過程中需要進一步除去大部分雜質后才能用于氯化鈦白或海綿鈦生產。其中最明顯的是，粗TiCl₄中的AlCl₃如果過高，將增大精制過程中的處理負荷，特別是采用銅絲除釩時，當TiCl₄中的AlCl₃含量達到一定值時，銅將與AlCl₃發生化學反應，使銅表面出現鈍化現象，嚴重阻礙除釩反應的進行，影響除釩效果。粗TiCl₄預水解技術可以有效降低AlCl₃含量，且不會造成TiCl₄的損失，國內只有極少部分廠家采用了該技術，而且都是從國外引進的，通過噴射器直接將水噴入TiCl₄精制殘液中，但技術引進時，國外公司只提供了相關工藝控制參數，沒有對預水解反應機理給予解釋，當前后工序參數在生產過程中發生調整時，廠家無法相應地修改預水解的控制參數，曾經發生過某廠家因參數設置不當造成較為嚴重的生產設備事故。攀枝花某鈦業公司采用國內傳統工藝，也未采用預水解技術，因此，對預水解技術機理進行深入研究，找出適合的工藝控制參數，應用于TiCl₄預水解工業生產十分必要。

此外，TiCl₄通過一級蒸餾和二級精餾的精制過程后，會產生相當于精TiCl₄產品數量15％的蒸餾釜殘液，該殘液中四氯化鈦含量高達85％，因此必須回收處理。但該殘液中含有大量的TiCl₃、AlCl₃、VOCl₂、FeCl₃、FeCl₂、AlOCl、TiOCl₂、TiO₂、Al₂O₃、MnCl₂、CuCl₂等雜質。傳統的回收處理方式是將蒸餾釜殘液返回精制過程，該方式雖不用增加太多設備，但會增大精制處理負荷，可能需要不斷調整蒸餾塔參數，勢必降低各塔產率，增大產品單位能耗，造成精制操作的不穩定并惡化操作，因此有必要研究更為合理的TiCl₄精制殘液回收處理方式。國內極少數廠家引進了烏克蘭的精制殘液水解處理技術，通過噴射器直接將水噴入TiCl₄精制殘液，引進消化過程中還處于不斷摸索的應用研究之中，由于外方針對特定高鈦渣原料和特定設備只提供了水解工藝控制參數，沒有給出水解機理和參數計算的依據，當鈦渣成份變動及前后工藝設備發生變化時，我方就無法實時調整水解參數，造成生產工藝操作不穩定，TiCl₄產品合格率下降。攀枝花某鈦業公司等廣大企業也未對殘液進行預水解處理。因此，對蒸餾釜殘液水解機理及控制參數進行深入研究，并應用于工業生產具有較大意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種安全高效，可以大大降低四氯化鈦精制負荷，提高四氯化鈦產品質量的精制水解方法。