论文粗四氯化钛矿物油连续除钒法在工业生产中的应用是关于对写作四氯化钛论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文四氯化钛论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。
摘 要：以矿物油作为粗四氯化钛除钒试剂,通过粗四氯化钛与矿物油混合、蒸发器加热、精馏等工序,实现粗四氯化钛的连续除钒精制的目的.结果表明：粗四氯化钛矿物油连续除钒法工艺能够满足工业生产的要求,可以得到钒含量低于0.0003%的精四氯化钛产品.
关键词：四氯化钛;矿物油;连续除钒
1 粗四氯化钛除钒的必要性和主要方法
粗四氯化钛经过精制之后得到的精四氯化钛是钛和海绵钛生产的主要原料,其质量的好坏直接影响产品的质量.目前,粗四氯化钛的工业生产主要有沸腾氯化和熔盐氯化两种方法,无论熔盐氯化还是沸腾氯化,其得到的粗四氯化钛产品中都含有很多杂质,如气态杂质：Cl2、HCl、O2、N2、 CO2、COCl2等;液态杂质：SiCl4、CCl4、VOCl3、CH3COCl、CCl3COCl、POCl3等;固态杂质：A1Cl3、FeCl3、TiOCl2、TiO2、MgCl2、FeCl2、VOCl2、CuCl2等[1].在钛的生产中,这些杂质如不去除会影响钛的应用性能,因此必须对粗四氯化钛进行精制.通常,采用蒸馏和精馏的方法去除粗四氯化钛中的大部分杂质,但是其中VOCl3的沸点（127℃）与TiCl4的沸点（136℃）接近,采用一般的精馏方法很难将它们分离[2].工业上,通常采用化学方法进行除钒,即铜丝除钒、铝粉除钒、硫化氢除钒和有机物除钒,其中,有机物除钒工作环境好、劳动强度低,在使用过程中添加量少、成本低、安全性较高,在除钒的同时能够除去铁、铝、铬等杂质金属,且能够连续生产,所以有机物除钒是目前比较先进的除钒方法[3].
2 有机物除钒原理
可用于除钒的有机物种类很多,比较常用的有：矿物油、植物油等,除钒试剂的用量与选用的有机试剂的种类和粗四氯化钛的钒含量有关[4].其中,矿物油安全无毒,廉价易得,是美国和德国的大型钛白生产厂家采用的主要精制除钒试剂.沸腾氯化法生产的粗四氯化钛一般除钒用矿物油的加入量为粗四氯化钛量的0.1%-0.2%,矿物油与粗四氯化钛充分混合后,加热至有机物碳化温度,有机物逐渐裂解为高度分散、高活性的微细碳粒,这种新生态的微细碳粒可选择性吸附或还原VOCl3,使其以固态形式沉淀[5],反应式如下：
VOCl3+C等于VCl3↑+C （1）
2VOCl3+C等于2VCl3↑+CO2 （2）
2VOCl3+C等于VOCl2↓+CCl4 （3）
3 矿物油连续除钒工艺过程
3.1 精四氯化钛连续除钒工艺流程图,如图1
3.2 粗四氯化钛除钒过程
所采用粗四氯化钛的主要成分（质量分数）,见表1：
表1 粗四氯化钛的主要成分
[项目名称＼&TiCl4含量＼&V含量＼&Fe含量＼&Si含量＼&Al含量＼&含量（%）＼&98＼&0.024＼&0.02＼&0.36＼&0.15＼&]
将粗四氯化钛由粗四氯化钛储罐用泵打至物料混合器内,同时在物料混合器内按照粗四氯化钛质量的0.05%-0.3%加入矿物油,粗四氯化钛和矿物油在混合器内充分混合,然后进入到粗四氯化钛蒸发器内,通过蒸发器内的加热盘管内通入饱和蒸汽或导热油进行加热,控制蒸发器内的温度在140℃至160℃,对粗四氯化钛进行蒸馏,四氯化钛和低沸点杂质一起进入到精馏塔内,在精馏塔内通过冷却后的精四氯化钛回流,控制精馏塔内的温度在100℃至110℃;气态的四氯化钛和四氯化硅进入到冷凝器内,控制冷凝器温度在80℃至90℃,四氯化钛在冷凝器内充分液化,四氯化硅和其他低沸点杂质以气态的形式进入到尾气淋洗工序并得到去除.液化后的精四氯化钛经过换热器换热后得到常温的精四氯化钛产品,储存至精四氯化钛储罐.得到的精四氯化钛分析结果见表2.
表2 除钒精制后精四氯化钛的主要成分
[项目名称＼&TiCl4含量＼&V含量＼&Fe含量＼&Si含量＼&Al含量＼&含量（%）＼&99.9＼&0.0002＼&0.003＼&0.0046＼&0.0076＼&]
3.3 除钒后钒渣及不溶性杂质的处理
在蒸发器底部,VOCl2、TiCl3、TiOCl2、FeCl3等以沉淀泥浆的形式存在,这些含钒沉淀泥浆如果外排,会严重污染环境,危害很大,为了减少环境危害和最大限度的提高回收率,本工艺将含钒泥浆经过泵返回至氯化炉,再次利用,同时固体颗粒在氯化炉出口的除尘工序去除.
4 结论
①粗四氯化钛矿物油连续除钒工艺,流程较为简单,各工艺流程点便于控制,并且实现了粗四氯化钛除钒工艺过程连续进行,除钒后的残余物零排放,对环境无污染.
②除钒后,精四氯化钛质量较好,完全满足标准的要求.
③矿物油较低,加入量少,且安全性好.
参考文献：
[1]莫畏,邓国珠,罗方承.钛冶金（第二版）[M].北京：冶金工业出版社,1998.
[2]邓国珠.去除TiCl4中钒杂质各种方法的比较评价[J].稀有金属,1993,17（3）：218-223.
[3]王亚锋,李俊峰,张兵兵,等.强制循环法粗四氯化钛有机物除钒工艺研究[J].广州化工,2014,42（2）：137-139.
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参考文献：
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