RU2379365C1 - Способ переработки титансодержащего сырья - Google Patents
Способ переработки титансодержащего сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2379365C1 RU2379365C1 RU2008125011/02A RU2008125011A RU2379365C1 RU 2379365 C1 RU2379365 C1 RU 2379365C1 RU 2008125011/02 A RU2008125011/02 A RU 2008125011/02A RU 2008125011 A RU2008125011 A RU 2008125011A RU 2379365 C1 RU2379365 C1 RU 2379365C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- gas
- chlorides
- chlorine
- pulp
- Prior art date
Links
Landscapes
- Paper (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии титана и может быть использовано при переработке титансодержащего сырья хлорным методом с получением тетрахлорида титана. Способ включает подготовку шихты, загрузку ее в хлоратор с расплавом хлоридов металлов, хлорирование подачей хлорсодержащего агента через 4 хлороподвода в расплав хлоридов металлов с непрерывным обновлением расплава с получением парогазовой смеси, содержащей тетрахлорид титана. Затем ведут солевую очистку парогазовой смеси солевым расплавом хлоридов щелочных металлов и очистку в оросительном скруббере с конденсацией хлоридов примесей в пульпе жидкого тетрахлорида титана, используемого в качестве орошающей жидкости в скруббере, циркуляцию образовавшейся пульпы в контуре оросительного скруббера и контуре хлоратора, выделение тетрахлорида титана конденсацией в оросительном конденсаторе. При этом хлорирование ведут с использованием в качестве хлорсодержащего агента газообразного хлора и/или анодного хлоргаза, пульпу сначала контактируют с отходящей из хлоратора парогазовой смесью, а затем с зеркалом расплава хлоридов металлов. Солевую очистку парогазовой смеси проводят путем контактирования потока парогазовой смеси, выходящей из хлоратора, с поверхностью расплава хлоридов щелочных металлов при поддержании температуры расплава 350-400°С, концентрации свободных хлоридов щелочных металлов 0,5-3,0 мас.% и с обработкой поверхностного слоя расплава газовым потоком инертного газа со скоростью подачи 40-120 м3/ч. Техническим результатом является интенсификация процесса переработки. 1 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к металлургии титана и может быть использовано при переработке титансодержащего сырья хлорным методом с получением тетрахлорида титана.
Известен способ переработки титансодержащего сырья хлорированием путем барботирования хлорирующего агента через солевой расплав, содержащий углерод, хлориды железа, алюминия и щелочные металлы, при температуре 500-700°С с дальнейшей конденсацией тетрахлорида титана.
Для разделения газообразных и твердых продуктов хлорирования в процессе их образования на поверхность расплава хлоридов непрерывно загружают хлориды щелочных металлов (КСl, NaCl) при мольном отношении к образующимся хлоридам примесей, равном (1,2÷1,6):1. Из полученной парогазовой смеси конденсируют тетрахлорид титана в последовательно соединенных оросительных конденсаторах. Сконденсированный тетрахлорид титана из оросительных конденсаторов содержит 20-30 г твердых взвесей на 1 л тетрахлорида титана. Для получения конечного продукта - технического тетрахлорида титана с содержанием взвеси менее 1-2 г/л сконденсированный тетрахлорид титана одного из оросительных конденсаторов подвергают выпарке или фильтрации, откуда твердые примеси в виде пульпы возвращают в хлоратор. (Авт.св. СССР №361213, С22В 34/12, опубл. 23.03.1970 г.).
Недостатком способа является проведение сложных операций упаривания или фильтрации сконденсированного тетрахлорида титана, что существенно осложняет аппаратурное оформление процесса хлорирования исходного сырья и приводит к повышению себестоимости конечного продукта, а возврат твердых примесей в хлоратор непроизводительно увеличивает массу оборотных хлоридов и, тем самым, снижает производительность процесса в целом и увеличивает концентрацию хлоридов примесей в расплаве.
Известен также способ переработки титанового сырья хлорированием последнего в расплаве хлористых солей. («Титан» под ред. В.М.Гармата. - М.: Металлургии, 1983, с.273-300).
Данный способ предусматривает получение тетрахлорида титана и включает в себя стадии: измельчение титанового шлака и углеродного восстановителя; смешение этих компонентов и загрузку шихты в хлоратор на зеркало расплава хлоридов щелочных и щелочно-земельных металлов; хлорирование газообразным хлором или анодным хлоргазом при температуре 750-800°С и непрерывном обновлении расплава.
В результате хлорирования сырья образуется парогазовая смесь, состоящая из терахлорида титана и хлоридов примесей, а также непрохлорированный остаток, который выводят из хлоратора с отработанным расплавом хлоридов щелочных металлов.
Парогазовую смесь, содержащую тетрахлорид титана, последовательно очищают от твердых примесей. Очистку проводят сначала от более высококипящих твердых и жидких хлоридов, затем отделяют твердые хлориды от газообразных солевой очисткой и ведут конденсацию хлоридов в оросительном скруббере и оросительных конденсаторах для окончательного доулавливания тетрахлорида титана.
Пульпу тетрахлорида титана, полученную после оросительного скруббера, подают на орошение парогазовой смеси в контуре оросительного скруббера и в контуре хлоратора.
Способ имеет следующие недостатки:
- очистка от пыли твердых хлоридов в полых конденсаторах приводит к образованию комкообразных дымящих возгонов, что затрудняет их дальнейшую переработку;
- циркуляция пульпы из оросительного скруббера в контур оросительного скруббера и в контур хлоратора осуществляет теплосъем, но не позволяет регулировать его в зависимости от производительности хлоратора.
Эти недостатки снижают эффективность и технико-экономические показатели процесса.
Наиболее близким к заявленному способу переработки титансодержащего сырья является способ переработки титановых шлаков хлорированием, которое осуществляют следующим образом. Исходный титановый шлак и углеродистый восстановитель измельчают и смешивают их в требуемой пропорции. Затем полученную шихту загружают в хлоратор и хлорирование проводят при температуре не выше 750°С с линейной скоростью подачи хлора в хлоратор 20-30 м/с и соотношении хлора к шлаку (1,48÷2,62):1. Концентрацию двуокиси титана и восстановителя в расплаве хлоридов поддерживают на уровне 1÷4 и 3÷5% соответственно.
Парогазовая смесь, выходящая из хлоратора и состоящая из тетрахлорида титана, хлоридов железа, алюминия и твердых частиц, поступает в солевой скруббер. Солевую очистку осуществляют путем орошения парогазовой смеси солевым расплавом хлоридов щелочных металлов при температуре 550-700°С. После насыщения солевого расплава хлоридами примесей расплав хлоридов направляют в хлоратор.
Очищенный тетрахлорид титана и газообразные продукты (СО2, Na) поступают далее в оросительный скруббер, где с помощью орошения пульпой, состоящей из жидкого тетрахлорида титана и твердых взвесей, протекает процесс конденсации тетрахлорида титана. Расход пульпы составляет 80-100 т/т TiCl4. Пульпа, образовавшаяся в оросительном скруббере, циркулирует в контуре самого оросительного скруббера. Основную часть тетрахлорида титана конденсируют в оросительных конденсаторах с использованием в качестве оросительной жидкости тетрахлорида титана с температурой 90-105°С, 25-40°С и 0-(-15°С).
Для стабилизации температурного режима процесса хлорирования сырья и предотвращения повышения температуры выше 750°С отходящую парогазовую смесь подвергают орошению пульпой из оросительного скруббера. Расход пульпы - 2,0-3,0 тонны на тонну тетрахлорида титана.
Солевую очистку парогазовой смеси осуществляют в солевых скрубберах, работающих при прохождении парогазовой смеси через слой циркулирующего снизу вверх солевого расплава, который подают насосом или эрлифтом. При этом парогазовую смесь в скруббер подают перпендикулярно текущему сверху вниз по объему скруббера солевому расплаву. (См. патент РФ №2136772, С22В 34/12). Способ принят за прототип.
Недостатками способа являются:
- ограничение температуры в 750°С сдерживает возможность увеличения производительности хлоратора, поскольку температура процесса является определяющим фактором повышения скорости хлорирования сырья;
- орошение парогазовой смеси хлоратора пульпой оросительного скруббера в количестве 2,0-3,0 т на тонну тетрахлорида титана не обеспечивает равномерный съем (отвод) тепла и высокую полноту улавливания хлоридов примесей и твердых частиц, в результате чего происходит образование гарнисажа хлоридов примесей на своде и в газоходе хлоратора. Это приводит к росту сопротивления на выходе парогазовой смеси из газохода хлоратора, а также ухудшает условия теплопередачи через свод и газоход хлоратора. Эти недостатки ухудшают работу хлоратора, что сопровождается снижением срока его непрерывной работы и снижением эффективности процесса конденсации хлоридов;
- при орошении парогазовой смеси пульпой из оросительного скруббера происходит концентрирование твердых частиц (углерод, частицы шлака), хлоридов железа, алюминия в солевом скруббере; данное явление сопровождается образованием наростов из этих компонентов, что приводит к значительному росту сопротивления солевого скруббера, нарушению температурного режима последнего и требует проведения операции его чистки, что отрицательно отражается на работе всей технологической цепочки, а также снижает эффективность последующих стадий - работы аппаратов конденсационной системы.
Недостатком осуществления солевой очистки в прототипе является быстрое зарастание газоходов солевого фильтра, требующее остановки и чистки аппарата.*)
*)Описание работы солевого скруббера, см. «Редкие и рассеянные элементы» С.С.Коровин, Д.В.Дробот и др., М., МИСиС, 1999, с.339).
Указанные недостатки сдерживают возможность повышения эффективности процесса в целом и не позволяют осуществить плавное и надежное его регулирование.
Техническим результатом заявленного изобретения является интенсификация процесса хлорирования сырья и повышение эффективности процесса солевой очистки парогазовой смеси.
Технический результат достигается тем, что в способе переработки титансодержащего сырья с получением тетрахлорида титана, включающем подготовку шихты, загрузку ее в хлоратор с расплавом хлоридов металлов, хлорирование подачей хлорсодержащего агента через хлороподводы в расплав хлоридов металлов с непрерывным обновлением расплава с получением парогазовой смеси, содержащей тетрахлорид титана, последующую солевую очистку парогазовой смеси солевым расплавом хлоридов щелочных металлов и очистку в оросительном скруббере с конденсацией хлоридов примесей в пульпе жидкого тетрахлорида титана, используемого в качестве орошающей жидкости в скруббере, циркуляцию образовавшейся пульпы в контуре оросительного скруббера и контуре хлоратора, выделение тетрахлорида титана конденсацией в оросительном конденсаторе, согласно изобретению хлорирование ведут с использованием в качестве хлорсодержащего агента газообразного хлора и/или анодного хлоргаза при подаче с линейной скоростью 70-140 м/с в каждом хлороподводе, подачу пульпы из оросительного скруббера в контур хлоратора ведут с температурой пульпы 70-110°С, при этом пульпу сначала контактирует с отходящей из хлоратора парогазовой смесью, а затем с зеркалом расплава хлоридов металлов при плотности орошения поверхности расплава 1,5-4,5 т/м2 поверхности в час, солевую очистку парогазовой смеси проводят путем контактирования потока парогазовой смеси, выходящей из хлоратора, с поверхностью расплава хлоридов щелочных металлов при линейной скорости потока парогазовой смеси над расплавом 25-100 см/с и поддержании температуры расплава 350-400°С, концентрации свободных хлоридов щелочных металлов 0,5-3,0 мас.% и с обработкой поверхностного слоя расплава газовым потоком инертного газа со скоростью подачи 40-120 м3/ч; после солевой очистки парогазовой смеси отработанный расплав растворяют в слабокислом растворе соляной кислоты, полученную пульпу фильтруют, фильтрат, содержащий хлориды железа и алюминия нейтрализуют до рН 3-5, полученный осадок смеси гидроксидов железа и алюминия сушат с получением товарного продукта - высокодисперсного коагулянта.
Сущность способа заключается в следующем.
Хлорирование исходного сырья в расплаве хлористых солей с подачей хлорирующего агента с линейной скоростью в пределах 70-140 м/с позволяет интенсифицировать процесс, так как данный параметр приводит к эффективному дроблению пузырька хлора с соответствующим существенным увеличением поверхности взаимодействия реагирующих фаз.
Для стабилизации температуры процесса хлорирования в заданном интервале температур и эффективности процесса очистки парогазовой смеси от примесей пульпу из оросительного скруббера на зеркало расплава хлоридов подают с плотностью подачи 1,5-4,5 т/м2·ч и с температурой 70-110°С.
Эти параметры, связывающие количество пульпы с единицей площади расплава и со скоростью подачи, обеспечивают достижение большей равномерности орошения пульпой парогазовой смеси, образующейся в процессе хлорирования. Это позволяет плавно регулировать и поддерживать температурный режим хлорирования, максимально эффективно на этой стадии очищать парогазовую смесь от твердых частиц шихты, эффективно осуществлять теплосъем и предотвращать образование гарнисажа (наростов) на стенках и газоходе хлоратора.
Дальнейшую очистку парогазовой смеси от примесей осуществляют путем ее контакта с солевой ванной, представляющей собой плав хлоридов щелочных металлов, железа и алюминия. В составе солевой ванны присутствует несвязанный хлорид щелочного металла в количестве 0,5-3,0% от массы плава хлоридов. Температуру в солевой ванне поддерживают в пределах 350-400°С, а в поверхностный слой расплава хлоридов подают азот в количестве 40-120 м3/ч, и парогазовую смесь пропускают над поверхностью солевой ванны хлоридов с линейной скоростью 25-100 см/с.
Заявленный интервал линейной скорости пропускания парогазовой смеси в сочетании с ее подачей в плоскости, параллельной поверхности расплава, и содержанием в плаве хлоридов несвязанного хлорида щелочного металла 0,5-3,0 мас.% существенно повышает эффективность очистки парогазовой смеси от хлоридов железа и алюминия и степень улавливания пылевидных частиц хлорируемой шихты, а заявленный низкий интервал температуры ванны плава хлоридов (350-400°С) существенно снижает вероятность перехода примесей на стадию конденсации тетрахлорида титана в оросительных конденсаторах.
Подача азота в ванну плава хлоридов в заявленном количестве создает условия фонтанирующего режима (вспенивания поверхностного слоя) с увеличением поверхности взаимодействия парогазовой смеси с плавом хлоридов. Это повышает эффективность осаждения примесей и улучшает условия массо-теплообмена между реагирующими фазами.
После насыщения ванны плава хлоридов хлоридными примесями плав хлоридов частично сливают и передают на переработку с получением дополнительного товарного продукта - порошкообразного коагулянта.
Парогазовая смесь после контакта с поверхностью солевой ванны хлоридов поступает на стадию конденсации тетрахлорида в оросительном скруббере и далее в оросительных конденсаторах. Парогазовую смесь, поступающую в оросительный скруббер, орошают пульпой, циркулирующей в контуре оросительного скруббера, температуру которой поддерживают в пределах 70-110°С. Определенную часть пульпы подают на стадию хлорирования сырья для стабилизации температурного режима. Заявленный интервал температуры, подаваемой в контур хлоратора пульпы, и плотность ее подачи в хлоратор на зеркало расплава позволяют более мягко и точно поддерживать параметры хлорирования сырья в требуемом технологическом режиме.
Ступенчатая конденсация тетрахлорида титана в оросительных конденсаторах, которую проводят так же, как и в прототипе с использованием в качестве оросительной жидкости тетрахлорида титана с температурой от 90-105°С до 0-(-15)°С, обеспечивает эффективность конденсации предварительно очищенной парогазовой смеси с получением конечного продукта процесса хлорирования титансодержащего сырья - тетрахлорида титана, содержащего в своем составе не более 0,8÷1,1 г/л твердых примесей.
Обоснование параметров.
Хлорирование исходного сырья в расплаве хлористых солей проводят с подачей хлорирующего агента с линейной скоростью в пределах 70-140 м/с.
При подаче хлорирующего агента с линейной скоростью ниже 70 м/с скорость и полнота хлорирования уменьшается, следовательно, падает производительность процесса хлорирования. Кроме того, образуется большее количество отходов, падает извлечение в конечный продукт - тетрахлорид титана.
При подаче хлорирующего агента с линейной скоростью выше 140 м/с падает степень усвоения хлора и увеличивается его проскок в парогазовую смесь, непроизводительно увеличивается расход хлора и ухудшаются санитарные условия труда.
На процесс хлорирования в контур хлоратора из оросительного скруббера подают пульпу с температурой 70-110°С.
При подаче пульпы с температурой ниже 70°С наблюдается резкое снижение температуры парогазовой смеси и происходит зарастание газоходов, в результате падает производительность процесса хлорирования из-за остановки хлоратора и чистки газоходов.
При подаче пульпы с температурой выше 110°С резко увеличивается нагрузка на все аппараты конденсационной системы (солевой скруббер, оросительный конденсатор), так как предварительное снижение температуры парогазовой смеси незначительно и эффективность процесса солевой очистки падает.
Плотность орошения поверхности расплава пульпой составляет 1,5-4,5 т на 1 м2 поверхности в час.
При плотности орошения менее 1,5 т/м2 поверхности в час не достигается эффективность очистки от хлоридов примесей (железа, алюминия).
При плотности орошения более 4,5 т/м2 поверхности в час уменьшается необходимое для эффективной очистки время контакта пульпы с парогазовой смесью, снижается степень очистки и резко возрастает нагрузка на конденсационную систему.
Солевую очистку проводят путем контактирования потока парогазовой смеси, выходящей из хлоратора, с поверхностью расплава солевого фильтра при линейной скорости потока парогазовой смеси над расплавом 25-100 см/с и поддержании температуры расплава 350-400°С, концентрации свободного хлорида щелочного металла 0,5-3,0 мас.% и с обработкой поверхностного слоя расплава потоком инертного газа, например азота, со скоростью подачи 40-120 м3 /ч.
При линейной скорости потока парогазовой смеси над расплавом ниже 25 см/с и поддержании температуры расплава ниже 350°С падает производительность солевого фильтра и снижается эффективность улавливания твердых хлоридов и непрореагировавшего сырья.
При линейной скорости потока парогазовой смеси над расплавом выше 100 см/с и поддержании температуры расплава выше 400°С снижается эффективность очистки от твердых хлоридов, увеличивается проскок хлора в парогазовую смесь и возрастает нагрузка на оросительный конденсатор.
Свободные хлориды щелочных металлов обеспечивают связывание хлоридов примесей в высококипящие комплексные соединения, например NaFeCl4.
При концентрации свободного хлорида щелочного металла ниже 0,5 мас.% снижается степень улавливания хлоридов примесей и частиц непрореагировавшего сырья.
При концентрации свободного хлорида щелочного металла выше 3,0 мас.% нецелесообразно увеличивает расход щелочных реагентов.
Обработка поверхностного слоя расплава потоком инертного газа со скоростью подачи ниже 40 м3/ч не обеспечивает увеличение поверхности контакта парогазовой смеси с расплавом и снижает эффективность очистки.
Обработка поверхностного слоя расплава потоком инертного газа со скоростью подачи выше 120 м3/ч непроизводительно увеличивает расход инертного газа и ухудшает контакт парогазовой смеси с расплавом.
Способ иллюстрируется примерами.
Пример 1.
Хлорированию подвергали титановые шлаки, содержащие ТiO2 87-88 мас.%. Титановый шлак измельчали и смешивали с коксом для получения шихты. Хлорирование вели при температуре 720-730°С в расплаве солей хлоридов щелочных металлов и хлоридов железа при концентрации диоксида титана 2,0-2,5 мас.% и восстановителя 4,0-4,5 мас.% при мольном соотношении хлоридов калия и натрия к сумме хлоридов железа и алюминия более 1,0. В хлоратор подавали анодный хлоргаз по 4 хлороподводам с линейной скоростью подачи 85-90 м/с в каждом при соотношении хлора и шлака (1,5-1,6):1.
Образующиеся парообразные хлориды в виде парогазовой смеси (ПГС), содержащей тетрахлорид титана, хлориды железа, алюминия, калия и натрия и твердые частицы исходных компонентов (шлака, кокса) орошали пульпой, поступающей из оросительного скруббера. Температура пульпы 85°С, плотность орошения ПГС 3,0-3,2 т/м2·ч, при этом происходит в основном очистка ПГС от твердых непрореагировавших частиц шихты. После очистки от примесей ПГС направляли на солевую очистку в солевой скруббер. Температура солевой ванны скруббера 370-375°С, содержание несвязанных хлоридов щелочных металлов 1,5-1,7% от массы солевого расплава, а линейная скорость потока ПГС над поверхностью солевой ванны хлоридов составляла 50-55 см/с. Контактирование ПГС с поверхностью солевой ванны расплава осуществляли одновременно с обработкой поверхностного слоя расплава газовым потоком азота. Расход азота составлял 65-70
м3/ч.
При солевой очистке в расплаве хлоридов щелочных металлов из ПГС в расплав переходят непрореагировавшие частицы шихты, твердые хлориды железа, алюминия. После насыщения расплава его сливали и перерабатывали с целью получения коагулянтов. Для этого отработанный расплав растворяли в слабокислом растворе соляной кислоты (концентрация соляной кислоты 5-7 г/л) до получения пульпы с Т:Ж=1:3.
Пульпу фильтровали, фильтрат, содержащий растворенные хлориды железа и алюминия, нейтрализовали щелочным реагентом, например раствором NaOH, до рН 3-5, с осаждением гидроксидов железа и алюминия.
Осадок гидроксидов промывали, сушили с получением сыпучего порошка, являющегося высокодисперсным коагулянтом.
Частично очищенную в солевом скруббере ПГС направляли в оросительный скруббер, где происходит дальнейшая очистка ПГС от хлоридов железа, алюминия и других высококипящих хлоридов (натрия и калия). В качестве оросительной жидкости использовали пульпу тетрахлорида титана, полученную в процессе конденсации. В оросительном скруббере происходит улавливание твердых хлоридов примесей и частичная конденсация тетрахлорида титана с образованием пульпы, которую направляли на циркуляцию в контур хлоратора и в контур самого оросительного скруббера для охлаждения пульпы. Температуру пульпы в оросительном скруббере поддерживали на уровне 80-90°С.
Очищенную ПГС направляли на ступенчатую конденсацию в оросительные конденсаторы. Первую ступень конденсации осуществляли при температуре 90-105°С, вторую - при температуре 25-40°С и окончательную конденсацию тетрахлорида титана проводили при температуре 0-(-15)°С.
Конечный продукт - жидкий тетрахлорид титана выводили из системы оросительных конденсаторов.
Выход титана в конечный продукт составляет 96,3%, содержание твердых примесей в тетрахлориде титана - 0,8 г/л.
Пример 2.
Хлорированию подвергали титановые шлаки, содержащие ТiO2 87-88 мас.%. Титановый шлак измельчали и смешивали с коксом для получения шихты. Хлорирование вели при температуре 740-760°С в расплаве солей хлоридов щелочных металлов и хлоридов железа при концентрации диоксида титана 3,0-3,2 мас.% и восстановителя 5,0-5,1 мас.% при мольном соотношении хлоридов калия и натрия к сумме хлоридов железа и алюминия более 1,0. В хлоратор подавали газообразную смесь, содержащую 70% анодного хлоргаза и 30% газообразного хлора, по 4 хлороподводам с линейной скоростью подачи 75-85 м/с в каждом при соотношении хлора и шлака (1,5-1,6):1.
Образующиеся парообразные хлориды в виде парогазовой смеси (ПГС), содержащей тетрахлорид титана, хлориды железа, алюминия, калия и натрия и твердые частицы исходных компонентов (шлака, кокса), орошали пульпой, поступающей из оросительного скруббера. Температура пульпы 90°С, плотность орошения ПГС 2,6-3,0 т/м2·ч, при этом происходит в основном очистка ПГС от твердых не прореагировавших частиц шихты. После очистки от примесей ПГС направляли на солевую очистку в солевой скруббер. Температура солевой ванны скруббера 370-375°С, содержание несвязанных хлоридов щелочных металлов 2,0-2,3% от массы солевого расплава, а линейная скорость потока ПГС над поверхностью солевой ванны хлоридов составляла 65-75 см/с. Контактирование ПГС с поверхностью солевой ванны расплава осуществляли одновременно с обработкой поверхностного слоя расплава газовым потоком азота. Расход азота составлял 50-60
м3/час.
При солевой очистке в расплаве хлоридов щелочных металлов из ПГС в расплав переходят непрореагировавшие частицы шихты, твердые хлориды железа, алюминия. После насыщения расплава его сливали и перерабатывали с целью получения коагулянтов. Для этого отработанный расплав растворяли в слабокислом растворе соляной кислоты (концентрация соляной кислоты 5-7 г/л) до получения пульпы с Т:Ж=1:3.
Пульпу фильтровали, фильтрат, содержащий растворенные хлориды железа и алюминия, нейтрализовали щелочным реагентом, например раствором NaOH, до рН 3-5, с осаждением гидроксидов железа и алюминия. Осадок гидроксидов промывали, сушили с получением сыпучего порошка, являющегося высокодисперсным коагулянтом.
Частично очищенную в солевом скруббере ПГС направляли в оросительный скруббер, где происходит дальнейшая очистка ПГС от хлоридов железа, алюминия и других высококипящих хлоридов (натрия и калия). В качестве оросительной жидкости использовали пульпу тетрахлорида титана, полученную в процессе конденсации. В оросительном скруббере происходит улавливание твердых хлоридов примесей и частичная конденсация тетрахлорида титана с образованием пульпы, которую направляли на циркуляцию в контур хлоратора и в контур самого оросительного скруббера для охлаждения пульпы. Температуру пульпы в оросительном скруббере поддерживали на уровне 80-90°С.
Очищенную ПГС направляли на ступенчатую конденсацию в оросительные конденсаторы. Первую ступень конденсации осуществляли при температуре 90-105°С, вторую - при температуре 25-40°С и окончательную конденсацию тетрахлорида титана проводили при температуре 0-(-15)°С.
Конечный продукт - жидкий тетрахлорид титана выводили из системы оросительных конденсаторов.
Выход титана в конечный продукт составляет 96,3%, содержание твердых примесей в тетрахлориде титана - 0,7 г/л.
Таким образом, заявленное изобретение позволяет:
- увеличить производительность процесса хлорирования;
- повысить качество технического тетрахлорида титана за счет снижения содержания твердых примесей;
- увеличить срок службы всего оборудования: хлоратора, солевого скруббера, конденсационной системы за счет более эффективной очистки парогазовой смеси от твердых примесей.
Claims (2)
1. Способ переработки титансодержащего сырья с получением тетрахлорида титана, включающий подготовку шихты, загрузку ее в хлоратор с расплавом хлоридов металлов, хлорирование подачей хлорсодержащего агента через 4 хлороподвода в расплав хлоридов металлов с непрерывным обновлением расплава с получением парогазовой смеси, содержащей тетрахлорид титана, последующую солевую очистку парогазовой смеси солевым расплавом хлоридов щелочных металлов и очистку в оросительном скруббере с конденсацией хлоридов примесей в пульпе жидкого тетрахлорида титана, используемого в качестве орошающей жидкости в скруббере, циркуляцию образовавшейся пульпы в контуре оросительного скруббера и контуре хлоратора, выделение тетрахлорида титана конденсацией в оросительном конденсаторе, отличающийся тем, что хлорирование ведут с использованием в качестве хлорсодержащего агента газообразного хлора и/или анодного хлоргаза при подаче с линейной скоростью 70-140 м/с в каждом хлороподводе, подачу пульпы из оросительного скруббера в контур хлоратора ведут с температурой пульпы 70-110°С, при этом пульпу сначала контактируют с отходящей из хлоратора парогазовой смесью, а затем с зеркалом расплава хлоридов металлов при плотности орошения поверхности расплава 1,5-4,5 т/м2 поверхности в час, солевую очистку парогазовой смеси проводят путем контактирования потока парогазовой смеси, выходящей из хлоратора, с поверхностью расплава хлоридов щелочных металлов при линейной скорости потока парогазовой смеси над расплавом 25-100 см/с и поддержании температуры расплава 350-400°С, концентрации свободных хлоридов щелочных металлов 0,5-3,0 мас.% и с обработкой поверхностного слоя расплава газовым потоком инертного газа со скоростью подачи 40-120 м3/ч.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после солевой очистки парогазовой смеси отработанный расплав растворяют в слабокислом растворе соляной кислоты, полученную пульпу фильтруют, фильтрат, содержащий хлориды железа и алюминия, нейтрализуют до рН 3-5, полученный осадок смеси гидроксидов железа и алюминия сушат с получением товарного продукта - высокодисперсного коагулянта.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008125011/02A RU2379365C1 (ru) | 2008-06-23 | 2008-06-23 | Способ переработки титансодержащего сырья |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008125011/02A RU2379365C1 (ru) | 2008-06-23 | 2008-06-23 | Способ переработки титансодержащего сырья |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2379365C1 true RU2379365C1 (ru) | 2010-01-20 |
Family
ID=42120754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008125011/02A RU2379365C1 (ru) | 2008-06-23 | 2008-06-23 | Способ переработки титансодержащего сырья |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2379365C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2660029C2 (ru) * | 2013-03-06 | 2018-07-04 | Тохо Титаниум Ко., Лтд. | Способ обработки титансодержащего сырья |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1026286B (de) * | 1955-06-11 | 1958-03-20 | Nippon Soda Co | Verfahren zur Herstellung von Titantetrachlorid |
| GB1204198A (en) * | 1967-11-17 | 1970-09-03 | British Titan Products | Chlorination process |
| DE2551380A1 (de) * | 1975-11-15 | 1977-05-26 | Schultze Rhonhof Ernst | Verfahren zur gewinnung des in rotschlamm enthaltenen titandioxides als titantetrachlorid |
| GB2105696A (en) * | 1981-09-12 | 1983-03-30 | Kronos Titan Gmbh | Process for the production of a nearly aluminum chloride-free titanium tetrachloride from titaniferous raw materials containing aluminum compounds |
| RU2136772C1 (ru) * | 1998-10-12 | 1999-09-10 | Государственный научный центр РФ Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет" | Способ переработки титановых шлаков |
-
2008
- 2008-06-23 RU RU2008125011/02A patent/RU2379365C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1026286B (de) * | 1955-06-11 | 1958-03-20 | Nippon Soda Co | Verfahren zur Herstellung von Titantetrachlorid |
| GB1204198A (en) * | 1967-11-17 | 1970-09-03 | British Titan Products | Chlorination process |
| DE2551380A1 (de) * | 1975-11-15 | 1977-05-26 | Schultze Rhonhof Ernst | Verfahren zur gewinnung des in rotschlamm enthaltenen titandioxides als titantetrachlorid |
| GB2105696A (en) * | 1981-09-12 | 1983-03-30 | Kronos Titan Gmbh | Process for the production of a nearly aluminum chloride-free titanium tetrachloride from titaniferous raw materials containing aluminum compounds |
| RU2136772C1 (ru) * | 1998-10-12 | 1999-09-10 | Государственный научный центр РФ Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет" | Способ переработки титановых шлаков |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2660029C2 (ru) * | 2013-03-06 | 2018-07-04 | Тохо Титаниум Ко., Лтд. | Способ обработки титансодержащего сырья |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2454369C1 (ru) | Способ получения оксида ванадия | |
| CN106044799B (zh) | 氯化法钛白粉工艺中氯化钛渣及其滤液的综合利用方法 | |
| EP2347998B1 (en) | Apparatus and process for producing industrial salt | |
| JP2005206405A (ja) | フッ化カルシウムの製造方法と再利用法ならびにそのリサイクル方法 | |
| HU190613B (en) | Process for preparing aluminium chloride which can be electrolysed into aluminium | |
| CN102387993A (zh) | 结晶的碳酸钠、碳酸氢钠、或亚硫酸钠的生产中的杂质去除 | |
| CN1093509C (zh) | 由含钨的材料富集钨的方法 | |
| NO843039L (no) | Fremgangsmaate for rensing av vandige loesninger av sinksulfat | |
| CN109231217B (zh) | 氯硅烷残液急冷除金属氯化物的系统和方法 | |
| RU2379365C1 (ru) | Способ переработки титансодержащего сырья | |
| JPH10324931A (ja) | 化学蒸着においてゲルマニウムを回収するための方法と装置 | |
| KR20130100332A (ko) | 고순도 실리콘 미세분말의 제조 장치 | |
| JP4391429B2 (ja) | 硝酸を含むフッ素含有排液の処理方法と再利用法ならびにそのリサイクル方法 | |
| JPS58151303A (ja) | 次亜塩素酸カルシウムの製法 | |
| JP2010030869A (ja) | 高純度シリコンの製造装置 | |
| US20070122336A1 (en) | Method for processing iron-laden spent sulfuric acid | |
| JP4309648B2 (ja) | 高純度塩化アルミニウムの製造方法および高純度塩化アルミニウムの製造装置 | |
| RU2136772C1 (ru) | Способ переработки титановых шлаков | |
| JP4599307B2 (ja) | フッ素含有廃液からのフッ素化合物の回収処理方法 | |
| CN110304639A (zh) | 一种邻磺酸钠苯甲醛副产盐的提纯方法 | |
| JPS5846355B2 (ja) | 含弗素−アンモニア性廃液の処理方法 | |
| EA010679B1 (ru) | Способ производства отбеливающего средства | |
| RU2240369C1 (ru) | Способ получения магния из кремнийсодержащих отходов | |
| JP2011042523A (ja) | 太陽電池用シリコンの精製方法 | |
| RU2548095C1 (ru) | Способ химической очистки тетрахлорида титана от примесей |