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·42 · 2013 年第 36 卷第 4 期
氯化法生产四氯化钛技术发展现状
周艾然
(攀钢集团研究院有限公司,钒钛资源综合利用国家重点实验室)
摘 要:简要论述了熔盐氯化、沸腾氯化和低温氯化三种工艺技术的发展现状,对各工艺在生产中存在的问题和解
决方法进行了阐述,并对高炉渣高温碳化—低温选择氯化生产 TiCl4 工艺技术进行了展望。
关键词:四氯化钛;低温选择性氯化;熔盐氯化;沸腾氯化
0 引言 该工艺一般使用高品位、低钙镁杂质(<1.0%)
TiCl 是海绵钛、钛白粉等钛工业的中间原料[1-4], 的高钛渣为原料,对原料品位要求较苛刻。其主要
4
反应如下:
目前工业上制备TiCl [3]
4 的工艺主要有沸腾氯化 和熔
TiO +C +2Cl =TiCl +CO (1)
盐氯化[5] 。根据自身资源的特点,我国对以上两种工 2 2 4 2
TiO +2C +2Cl =TiCl +2CO (2 )
艺已经引进应用多年,形成了自己的钛工业。由于 2 2 4
TiO +2CO +2Cl =TiCl +2CO (3 )
我国最主要的钛矿资源为钛铁矿岩矿(钒钛磁铁 2 2 4 2
当温度低于 707℃时,反应主要按式(1)、(3 )
矿),钒钛磁铁矿采矿后,首先选出铁精矿,此时原
进行;高于 707℃时反应主要按式(2 )进行。高钛
矿中 TiO2 约有 50%左右进入铁精矿,然后再选出钛
渣的加碳氯化是放热反应,起炉时从外部供热达到
精矿,钛精矿中所含的 TiO2 按原矿比例换算仅为
反应起始温度,氯化反应可以靠自热进行。在 727℃
17%左右,沸腾氯化法和熔盐氯化法一般采用由钛精
时,反应式(1)、(2 )的热效应分别为218 、46 kJ 。
矿冶炼得到的高品位钛渣或人造金红石等富钛料为
工艺流程图见图 1。
原料,而我国大部分的钛资源均通过目前的高炉炼
铁流程进入高炉渣中,形成高钛型高炉渣。由于高 混合物料 氯气
钛型高炉渣属人造矿,渣中含钛矿物分散、细小,
难磨难选,日本、德国和美国曾用高钛型高炉渣做 沸腾氯化
过试探性研究,但结果均表示难以综合利用。
四氯化钛气流
因此,攀钢作为国内钒钛磁铁矿资源开发利用的
沉降收尘
龙头企业,持续三十多年投入了大量的人力、物力和
财力开发了大量相关技术,自主开发了高钛型高炉渣
“高温碳化—低温选择性氯化生产 TiCl4”工艺并建成
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