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【新闻】钛白粉生产工艺氯化法钛白粉的生产工艺过程台钳

发布时间:2020-10-18 15:57:11 阅读: 来源:闸阀厂家

氯化法对硫酸法而言是1个技术进步,它可以高效力的连续化、自动化操作,产品质量好。而氯化法的工艺流程比硫酸法短很多,主要包括4氯化钛制备、4氯化钛的氧化和2氧化钛的表面处理3大部份。氯化法对硫酸法...

氯化法对硫酸法而言是1个技术进步,它可以高效力的连续化、自动化操作,产品质量好。而氯化法的工艺流程比硫酸法短很多,主要包括4氯化钛制备、4氯化钛的氧化和2氧化钛的表面处理3大部份。

氯化法对硫酸法而言是1个技术进步,它可以高效力的连续化、自动化操作,产品质量好,直接排放的“3废”比硫酸法少很多,这是它可以取而代之硫酸法的基本缘由。但是氯化法“3废”少主要取决于它的原料,大部份氯化法工厂使用的原料是TiO2含量95%以上,的天然金红石或TiO2含量90%左右的人造金红石和钛渣,只有美国杜邦公司的氯化法工艺使用TiO2含量60%~84%的混合矿,固然这类工艺的“3废”排放量要比使用天然金红石和人造金红石或钛渣工艺的高,氯化法通常只能生产金红石型。

氯化法的工艺流程比硫酸法短很多,主要包括4氯化钛制备、4氯化钛的氧化和2氧化钛的表面处理3大部份。

1、4氯化钛的制备和精制

氯化法对原料的要求比硫酸法刻薄很多,它要求使用TiO2含量在90%以上,的钛矿,目前,经常使用的有天然金红石矿、人造金红石和高钛渣。氯化法对矿粉的细度和湿度要求比硫酸法严,由于在沸腾氯化时要使质量较重的钛矿和质量较轻的石油焦或焦碳都能顺利的流态化,矿粉细度的均匀是很重要的,另外湿度大水份含量高,在氯化进程中会产生氯化氢和氯化氧钛,前者会腐蚀装备,后者会梗塞管道、阀门。

2氧化钛的氯化反应是1个可逆的吸热反应,而且必须有还原剂的存在下才能进行,否则温度高达1800℃也没法氯化,反应式以下:

TiO2+C+Cl2→TiCl4+CO(CO2)

从上式可以看出反应的副产物而且有CO,也可能有CO2,通常反应温度在700℃以上,,以生成CO为主,反应温度在700℃以下,以生成CO2为主,因此测定炉气中的CO/CO2比值,可以掌握炉内的氯化状态。

过去那种老式的固定床氯化法,现在,已被沸腾化炉取代,固定床需要事前把金红石矿和石油焦按1定比例(钛渣:石油焦:沥青=7:2:1)混捏制团焦化,不利于连续化、自动化操作。大型沸腾氯化炉直径2~6m,内衬耐火砖,干燥的金红石矿(或钛渣)在氯化炉内先用空气使其流态化,并加热至650℃左右,然后加入干燥的焦碳或石油焦(金红石:石油焦=78:22),待温度升至900℃时用气化氯代替空气进入沸腾炉内,接着金红石矿(或钛渣)和焦碳(或石油焦)按1定的比例在保持沸腾床1定高度的情况下陆续加入,让氯化反应按1定的速率进行(氯气的气速通常为0.1~0.15m/s)。氯化反应通常保持在950~1000℃,正常生产时使用回收氯,不足部份用新鲜氯补充,如果反应温度超过1000℃,有可能使矿粉和反应的杂质氯化物烧结而造成死床,在这类情况下可以通入干燥的氮气来降温。

在2氧化钛氯化的同时,矿中的杂质也参和氯化反应生成FeCl3、SiCl4、AlCl3、VOCl3、MnCl2、NbCl5、SnCl2、MgCl2等,在反应气体出来冷却到200℃左右后,大部他杂质的氯化物冷凝在炉灰上而沉降下来,气体经过滤进1步冷凝到⑴2℃左右以尽量的回收4氯化钛(通经常使用冷4氯化钛喷淋),不凝性气体主要是CO、CO2、H2、余氯和微量的4氯化钛,经气体处理装置用碱液吸收后排放。这类粗4氯化钛是1种红棕色的浑浊液体,在氯化前要通过蒸馏来精制。

由于卤化物比较容易分级提纯,所以氯化法钛白粉的纯度比硫酸法高,这是它的主要优点之1。TiCl4的沸点是136℃,多数氯化物的沸点都和它有1定的距离,高于此沸点的主要有FeCl3、AlCl3等,低于此沸点的有SiCl4等,惟有钒的氯化物的沸点和它相近,工业生产中可以用传统的铜丝塔精馏除钒,或用不饱和矿物油处理成不挥发物后,再精馏后取得钒含量(以V2O5计)

3、2氧化钛的表面处理

氯化法金红石型2氧化钛也需要进行表面处理,虽然有气相干法表面处理的报导,但实际生产中还没有采用,工业上仍以湿法表面处理为主,其处理方法、处理剂和处理进程和硫酸法1样,所不同的是氯化法2氧化钛颜料的表面吸附有少许的余氯,必须除去后才能进行表面处理操作。脱氯可以用热空气或含有0.1%硼酸的蒸汽处理,接着再用含有空气的蒸汽处理便可到达脱氯的目的,也能够采取水洗的办法除氯。

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