氯化基礎(chǔ)知識培訓(xùn)ppt課件-資料下載頁
2025-01-15 17:41本頁面
【正文】 氯化物容易氯化。氯氣過量會產(chǎn)生 FeCl3，一部分氯化鐵蒸發(fā)進(jìn)入氯化氣體混合物 (VGM)，一部分會積聚在氯化爐熔鹽中，導(dǎo)致熔鹽的溫度會降低。熔鹽中 С 和TiO2含量降低時，應(yīng)增加含鈦爐料的加入量。應(yīng)緩慢的增加爐料的加料速度，因?yàn)橥蝗辉黾蛹恿纤俣葧l(fā)生反應(yīng) ()引起急劇反應(yīng)，接著，熔鹽的氣體飽和率會增加，在 VGM中會出現(xiàn)游離氯，使氯氣的利用率降低。 ? 熔鹽中碳含量應(yīng)在 % ~ %范圍內(nèi)，二氧化鈦濃度應(yīng)控制在 % ~ %范圍內(nèi)。 ? 2） 氯化溫度 : 在有碳存在時，二氧化鈦的氯化反應(yīng)在 300 186。C~400 186。C條件下開始，但是只有當(dāng)溫度高于 690 186。C條件下的反應(yīng)強(qiáng)度才足以消耗掉進(jìn)入氯化爐的全部氯氣。當(dāng)熔鹽溫度低于 690 186。C時， VGM中會夾帶氯氣。低于700℃ 時，氯化速度變慢；高于 800℃ 時，會增加 SiO2和 Al2O3的氯化率，增加粗四氯化鈦精制的難度，同時熔鹽溫度長時間過高會影響反應(yīng)，對氯化爐內(nèi)襯產(chǎn)生破壞，增加二氧化硅的氯化程度，引起氯化尾氣中一氧化碳 (CO)和光氣 (COCl2)含量的增加。因此，熔鹽氯化的最宜溫度為 700～ 800℃ 。 ? 3） 氯氣濃度 : 現(xiàn)代鈦廠，一般都采用鎂 鈦聯(lián)合一體化工藝，實(shí)現(xiàn)鎂、氯循環(huán)利用。用于鈦物料氯化用的是鎂電解車間產(chǎn)生的陽極氯氣，這種氯氣中 Cl2 濃度較低，含 Cl2 70～80％（體積）左右，其余 20～ 30％（體積）為空氣。從熱力學(xué)角度看，氯氣中的氧元素與碳發(fā)生如下反應(yīng)： ? O2 + C= CO2 () ? CO2 +C= 2CO () ? 空氣的存在會給氯化過程帶來一系列不良影響：一是增加碳耗量；二是稀釋氯氣降低氯氣的分壓，引起爐料氯化率的降低造成爐料損失，即降低鈦的回收率；三是爐氣量增加（因?yàn)榭諝鈳肓? N2 以及碳燃燒反應(yīng)產(chǎn)生了不少 CO和 CO2），造成鈦的帶出損失增加；四是氯化爐中由于碳的燃燒反應(yīng)所引起的放熱量增加，在氯化鈦渣情況下，可能超溫，給氯化過程和 TiCl4的收塵、冷凝過程帶來麻煩，最終結(jié)果是導(dǎo)致設(shè)備的生產(chǎn)率下降，并影響 TiCl4 的質(zhì)量。 所以，在循環(huán)使用鎂電解的稀氯氣時，必須按氯氣中含氧量增加燃燒的用碳量。 ? 當(dāng)氯氣濃度為 70% (體積 )時，廢氣量 (與氯氣濃度為 100%時相比 )增加 ，散熱量增加 ，氯化氣體混合物中四氯化鈦的濃度 (體積 )從 50 %降至 35%，這樣會增加冷凝時能量的消耗。為了維持氯化爐的熱平衡及較高的爐料氯化率，用于氯化反應(yīng)的氯氣濃度應(yīng)控制在 80 %~ 90 %(體積 )。 ? 提高鎂電解的陽極氯氣濃度的方法可從兩方面著手：一是采用當(dāng)代更先進(jìn)的無隔板電解槽，減少電解時空氣漏入，提高陽極氯氣中的 Cl2 濃度；二是采取措施使陽極氯氣增濃，如加壓并冷凍使 Cl2 氣液化，或用某種吸收劑吸收 Cl2，然后再解吸 Cl2 從而分離除去空氣成分。 ? 4） 氯氣流速 :氯氣流速對氯化有較大的影響。流速太快，氯氣還來不及反應(yīng)完而進(jìn)入爐氣混合氣體，增加后續(xù)工序的負(fù)擔(dān)，同時氯氣劇毒易，易引起安全事故；氯氣流速太慢， 不能使熔鹽池中的熔鹽激烈攪動和翻騰，傳熱、傳質(zhì)情況差，降低了二氧化鈦的氯化率。一般氯氣流速為 20m/s，進(jìn)入氯化爐的氯氣壓力為 （表壓）。 ? 5） 熔鹽比重： 由于爐料是懸浮在熔鹽介質(zhì)中進(jìn)行反應(yīng)，因此熔鹽的比重要比爐料的比重大。 ? 6） 熔鹽的更換周期： 隨著二氧化鈦的消耗，熔鹽中碳和其他不溶成分含量超過 20%會導(dǎo)致熔鹽粘度增大。隨著不溶成分的富集，特別是 SiO2，需要周期性排廢鹽并連續(xù)加入爐料補(bǔ)充熔鹽。一般圓形爐內(nèi)熔鹽柱高 ~5m左右，每次排放廢鹽量是熔體總量的 15~20%，每班（ 8小時）排放一次。 ? 7） 物料粒度： 物料的粒度越小，表面積越大，有利于反應(yīng)的進(jìn)行，但粒度太細(xì)會增加爐料準(zhǔn)備過程中的成本。因此，鈦渣的粒度：至少 90%的粒度應(yīng)小于 ；焦炭的粒度：至少 93%的粒度要達(dá)到 ；氯化鈉粒度：最少 90%的粒度小于 5mm。 ? 8） 低熔點(diǎn)升華物的生成： 絡(luò)合物 (KFeCl4, KAlCl4, NaFeCl4, NaAlCl4, NaNbCl6, NaTaCl6)；低沸點(diǎn)氯化物： AlCl3, FeCl3升華物進(jìn)入冷凝系統(tǒng)， 造成管堵，進(jìn)而破壞正常工作。 ? 影響熔鹽氯化的因素有： ? 熔鹽組成； ? 氯化溫度； ? 氯氣濃度； ? 氯氣流速； ? 物料粒度； ? 熔鹽的更換周期； ? 低熔點(diǎn)升華物的生成； ? 熔鹽比重。 . 4 熔鹽氯化可能發(fā)生的故障及排除方法 熔鹽氯化法的優(yōu)、缺點(diǎn) ? 優(yōu)點(diǎn)： ? 1）粉料入爐，對原料粒度無苛刻要求。 ? 2）熔鹽體中的劇烈攪拌，強(qiáng)化了固 液 氣三相的傳熱和傳質(zhì)過程，因而爐子的單位生產(chǎn)率高。而且 TiCl4 泥漿易于返回氯化爐回收處理。 ? 3）因?yàn)榉磻?yīng)溫度低 ,生成的幾乎全是 CO2，CO含量少，爐氣中 TiCl4濃度（分壓）增高，有利于后續(xù)系統(tǒng)的冷卻、冷凝過程； ? 4）較之其它幾種方法，過程在較低溫度下進(jìn)行，爐氣中鐵、鋁、硅的氯化物濃度低，有利于 TiCl4 的精制提純； ? 5）因?yàn)橹饕?CO2，而不是 CO，即使漏入了空氣，也沒有爆炸危險(xiǎn)性，生產(chǎn)比較安全； ? 6）最大的優(yōu)點(diǎn)是對爐料的要求不苛刻，適宜處理高鈣鎂鈦渣和 TiO2 品位較低的鈦渣。 ? 缺點(diǎn)： ? 1）廢熔鹽量大（每生產(chǎn) 1t TiCl4，約產(chǎn)生廢熔鹽 100～ 200kg），它的處理利用比較困難，而且由于要經(jīng)常排鹽，會造成鈦和碳的損失； ? 2）廢熔鹽不能處理而長期堆存，所含有害氯化物難免不造成環(huán)境污染； ? 3）高溫熔鹽體腐蝕性強(qiáng)，對氯化爐的要求較高。 謝 謝！
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