[發明專利]一種除去四氯化鈦中釩雜質的方法

有效

• 申請號: 202111231414.1
• 申請日: 2021-10-22
• 公開（公告）號: CN113860363B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 朱福興;李亮;李開華;盛卓
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團研究院有限公司
• 主分類號: C01G23/02
• 分類號: C01G23/02;C25C3/26
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 劉小峰;宋薇薇

一種除去四氯化鈦中釩雜質的方法，在電解槽的電解質體系中以鈦金屬為陽極、導電金屬為陰極實施電解，將包含釩雜質的粗四氯化鈦加入電解質體系中，釩雜質的反應產物留在電解質體系中，四氯化鈦以氣相形式從電解質體系中揮發出來并收集，實現四氯化鈦除釩。本發明方法以低價氯化鈦除去粗四氯化鈦中的釩雜質，克服了除釩試劑對四氯化鈦產品的污染問題。

技術領域

本發明涉及鈦冶金領域，特別是涉及一種除去四氯化鈦中釩雜質的方法。

背景技術

鈦是一種重要的國家戰略資源，被廣泛應用于航空航天、海洋工程、化工醫療等眾多領域。四氯化鈦是制備鈦白粉和海綿鈦的重要中間原料，工業上采用配碳氯化高鈦渣實現四氯化鈦制備，可根據反應的介質不同分為熔鹽氯化和沸騰氯化兩種技術。由于鈦渣中除TiO₂外，還含有FeO、MgO、CaO、SiO₂、Al₂O₃、V₂O₅等雜質，這些物質在配碳氯化過程也會被氯化，生成FeCl₃、MgCl₂、AlCl₃、VOCl₃等物質，其中VOCl₃的沸點為127.2℃，與四氯化鈦沸點136℃極為接近，很難通過常規物理方法(如蒸餾)進行分離提純，工業上需要通過化學反應將其轉化為四氯化鈦不溶的VOCl₂沉淀而除去，從而獲得產品質量合格的精四氯化鈦產品。

目前，實現了工業化生產的粗四氯化鈦除釩工藝有銅絲除釩、H₂S除釩、鋁粉除釩和有機物(包括礦物油、動物油、植物油、脂肪酸等)除釩四種工藝。其中，銅絲除釩法因銅絲的再生困難生產效率偏低、H₂S法因環保等問題已逐步被淘汰。鋁粉除釩的實質是TiCl₃除釩，在有AlCl₃作催化劑的條件下，鋁粉可將TiCl₄還原為TiCl₃，TiCl₃是強還原劑，可以將TiCl₄中的VOCl₃還原為VOCl₂。目前獨聯體國家的主要海綿鈦生產企業、我國部分海綿鈦企業采用了鋁粉除釩技術。有機物除釩是將少量有機物加入到粗TiCl₄溶液中，攪拌加熱，溶解于TiCl₄中的有機物在120℃～138℃碳化，逐漸裂解為高分散、高活性的新生態微細碳粒，這些新生態微細碳粒的活性非常高，可將VOCl₃還原為VCl₃沉淀而達到除釩目的。目前有機物除釩在國外已成熟應用，如日本大坂鈦公司、美國及西方其它國家。國內對有機物除釩的研究起步較晚，引進該方法的我國企業在生產中應用也取得了成功，但還存在一些問題，如：生成的殘渣量多，有機物消耗高，還有少量的有機物溶于TiCl₄中，影響海綿鈦的產品質量(C含量極易超標)。

總體來說，與有機物除釩相比，鋁粉除釩工藝所得精TiCl₄中不會帶入含C、O有機雜質，有利于制備高品質海綿鈦及鈦白粉。但鋁粉除釩的缺點在于除釩漿液的制備是一個間歇操作過程，與有機物除釩相比，鋁粉除釩的工藝和設備相對復雜，受鋁粉原料價格影響較大。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明的目的在于提供一種除去四氯化鈦中釩雜質的方法，克服了除釩試劑對四氯化鈦產品的污染問題。

為了實現上述目的，本發明提供的技術方案是：

一種除去四氯化鈦中釩雜質的方法，在電解槽的電解質體系中以鈦金屬為陽極、導電金屬為陰極實施電解，將包含釩雜質的粗四氯化鈦加入電解質體系中，釩雜質的反應產物留在電解質體系中，四氯化鈦以氣相形式從電解質體系中揮發出來并收集，實現四氯化鈦除釩。

進一步地，導電金屬為碳鋼、鉬、鎢中的一種。

進一步地，電解質體系為堿金屬和/或堿土金屬氯化物和/或氟化物中的一種或多種。