[發明專利]一種生產四氯化鈦的裝置和方法

有效

• 申請號: 201610994084.4
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106379935B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 劉森林;尹國亮;杜明;李冬勤;黃富勤
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C01G23/02
• 分類號: C01G23/02;B01J8/08
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 嚴政,劉依云

技術領域

本發明涉及氣體的工業生產領域，具體地，涉及一種生產四氯化鈦的裝置和使用該裝置生產四氯化鈦的方法。

背景技術

在現有的四氯化鈦生產方法中，通常使用二氧化鈦品位較高的礦石，從而成本也較高。

攀西地區的釩鈦磁鐵礦，煉鐵后的高爐渣的二氧化鈦品位較低，通常含有20％左右的二氧化鈦。這些高爐渣經過高溫碳化后所得的高爐渣中大部分鈦元素以碳氧化物形式存在，其中鈦元素的含量以TiC計只有約8％～12％。由于引入焦炭的緣故，碳化高爐渣中含有4％～6％的游離碳。另外，碳化高爐渣中含有20％～25％的CaO以及8％～12％的MgO。因此，如果使用這種品位較低的碳化高爐渣為原料生產四氯化鈦，則在游離碳存在的條件下，溫度越高，鈣鎂氧化物的加碳氯化反應速度越快，產生過多的鈣鎂氯化物將引起流化床內的粉料結塊，從而死爐。

由此，攀鋼根據資源特色，開發了一種低溫沸騰氯化工藝即鼓泡床工藝，將流化床的物料溫度控制在600℃以下，避免鈣鎂氧化物大量氯化物。但是，鼓泡床存在技術上無法解決的矛盾，即鈦的收率越高則料層的碳化鈦濃度越低，從而使得氯氣過量，產品氣含有大量氯氣，造成浪費的同時給后系統帶來嚴重負擔。

另外，碳化鈦與氯氣反應放熱劇烈，局部溫度過高也是一個突出矛盾。

發明內容

本發明的目的是克服現有的生產四氯化鈦的裝置和方法所存在的上述不足，提供一種新的生產四氯化鈦的裝置和方法，本發明的裝置和方法可以有效控制碳化鈦與氯氣的反應速度，避免局部反應過快導致的種種問題，能夠有效提高氯氣的利用率和鈦的氯化率，并能夠有效利用反應器的體積。

本發明提供了一種生產四氯化鈦的裝置，其中，該裝置包括：

呈直立圓筒狀并兩端封閉的殼體；

設置于所述殼體內部并與殼體的橫截面相平行的多個分布板，所述分布板將所述殼體的內部分隔為多個反應區域，所述分布板上設置有多個出氣位點；

多個下料管，所述下料管的數目與所述分布板的數目相同，所述下料管設置于所述殼體的外部，并且上端進口和下端出口分別連通上下相鄰的兩個反應區域；

與最下部的反應區域相連的排渣管和與最上部的反應區域相連的進料管；以及

與殼體底部相通的進氣管和與殼體頂部相通的出氣管。

本發明還提供了使用本發明的裝置生產四氯化鈦的方法，其中，將碳化高爐渣從進料管連續進料并通過下料管從上向下逐層反應區域流動，同時將含有氯氣的氣體從進氣管連續通入并通過分布板自下而上流動，所述碳化高爐渣和氯氣相互接觸并發生反應，反應溫度為400-500℃，反應所得含有四氯化鈦的氣體通過出氣管被收集，反應所得固體通過排渣管排出。

與現有的鼓泡床工藝相比，本發明的優勢主要在于：

(1)能夠有效提高碳化高爐渣中鈦的氯化率以及氯氣的利用率，并防止大量氯氣進入尾氣系統對環境造成損害；

(2)可以有效控制碳化高爐渣中碳化鈦與氯氣的反應速度，從而有效避免局部反應放熱量過大，造成顆粒物燒結；

(3)氣體的再分布在促使氣體分布均勻、避免溝流的同時，使得料層能夠繼續增高，從而增加反應器的有效利用體積，而一個相同直徑的單一型鼓泡床，如果料層高度超過4m則流化效果就變得很差。

本發明的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是根據本發明一種具體實施方式的生產四氯化鈦的裝置。

圖2是圖1中標記4的局部放大圖。

圖3是圖1中標記5的局部放大圖。

附圖標記說明

1進氣管2排渣管 3分布板 4出氣位點

5下料管6進料管 7出氣管

401一層出氣口402二層出氣口 403三層出氣口

501下行管502V型管

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數值范圍，這些數值范圍應被視為在本文中具體公開。