海绵钛的生产流程

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1、_海绵钛的生产流程发布时间: 2006 年 6月 11日 1时9分海绵钛的生产有很多方法,例如Na 还原法、Mg 还原法等。Na 还原法又称亨特(Hunter )法和SL 法,是最早研究用来制取金属钛的方法,其流程图如下所示:精品资料_该法的 TiCl4 生产过程与Mg 还原法完全相同。然后,在惰性气氛保护下,用Na 还原 TiCl4 生产海绵钛,他的主要反应为:TiCl4 2Na TiCl2 NaClTiCl2 2Na Ti 2NaClTiCl4 4Na Ti 4NaCl将制得的还原产物, 用水洗除盐操作, 最后进行产品后处理即得产品海绵钛。Mg 还原和Na 还原法的比较Mg 还原法和Na

2、还原法各有优缺点,比较于下表:序号项目Na 还原法Mg 还原法1还原剂特点Na的熔点低,容易净制和输送Mg的熔点高,净制和输送都比较困难NaCl不吸水,不潮解,可用水洗2还原产物处理方法MgCl易吸水,易潮解,宜用真空蒸馏除去除净3投资情况设备简单,投资较低设备复杂,投资大含铁氧少,而含Cl 多;海绵钛含Cl 低;海绵钛块大且致密,粉末少,4海绵钛特点块小,且疏松、粉末多,松装密度松装密度大(1.2 1.3g /cm3)小(0.1 0.8g /cm3)5产品熔铸性能较差,挥发分多好,挥发分少速度块、放热量大,操作简单;炉速度稍慢,放热量稍少,操作较复杂;炉产6 还原作业情况产能小能大精品资料_

3、海绵钛工业生产已有50 年的历史,直至80 年代中期,Mg 还原真空蒸馏法、Mg 还原酸浸法、Na 还原法和Mg 还原氦气循环蒸馏法都用于工业生产。但到了80 年代后期,Na 还原法和Mg 还原酸洗法都已被淘汰。除美国俄勒冈冶金公司还采用Mg 还原氦气循环蒸馏法外,其余工厂全部 Mg 还原真空蒸馏法,在海绵钛工业生产中,Mg 还原真空蒸馏法现已占据主导地位。精制的基本原理及生产流程发布时间: 2006 年 6月 11日 1时2分粗 TiCl4 中各种杂质总多,待分类后,为了便于分析,在每组杂质中找出一种有代表性的杂质, 作为关键组分, 来表示精制的主要分离界限。实践表明,在粗TiCl4 液中,

4、当关键组分精制合格时,则可以认为该组全部杂质基本已经被分离除去。 所选择的关键组分不仅要含量大,特别要分离最困难。 找出高沸点杂质中的FeCl3 、低沸点杂质中的SiCl4 、沸点相近杂质中的VOCl3 分别作为相应组的关键组分。 这样,一个多元体系的分离,便可以简单地看作TiCl4 SiCl VOCl3 FeCl3 四元体系的分离。针对在粗TiCl4 中各种杂质具有的不同特性,应该使用不同的分离方法加以精制。精品资料_物理法除高沸点和低沸点杂质对于粗TiCl4 液中的高沸点和低沸点杂质,根据他们和TiCl4 沸点或相对挥发度相差大的特点,可以用物理法蒸馏或精馏法分离。但是,高沸点杂质和低沸点

5、杂质的物理特性也有差异,这表现在他们分离的难易程度上也不完全相同。 因此,对于容易分离的高沸点杂质采用蒸馏方法加以分离;对于分离较困难的低沸点杂质则采用精馏方法加以分离。化学法除钒杂质粗 TiCl4 中的钒杂质主要是 VOCl3 和少量 VCl4 ,他们的存在使 TiCl4 呈黄色。精制除钒的目的,不仅是为了脱色,而且是为了除氧。这是精制作业极为重要的环节。铜除钒法一般认为铜去除TiCl4 中的 VOCl3 的机理是 TiCl4 与铜反应生成中间产物 CuCl.TiCl3 ,后者还原 VOCl3 生成不溶性的 VOCl3 沉淀:TiCl4 Cu CuCl.TiCl3CuCl.TiCl3 VOC

6、l3 VOCl2 CuCl2 TiCl4精品资料_铜还可以与溶于TiCl4 中的 Cl2 、AlCl3 、 FeCl3 进行反应,当 AlCl3 在TiCl4 中的浓度大于 0.01 时,则会使铜表面钝化, 阻碍除钒反应的进行。 所以,当粗 TiCl4 中的 AlCl3 浓度较高时,一般要在除钒之前进行除铝。除铝的方法,一般是将水增湿的食盐或活性炭加入TiCl4 中进行处理, AlCl3 与水反应生成AlOCl 沉淀:AlCl3 H2O AlOCl 2HCl加入的水也可以使TiCl4 发生部分水解生成TiOCl2 ,在有 AlCl3 存在时,也可以将 TiOCl2 重新转化成 TiCl4 :T

7、iCl4 H2O TiOCl2 2HClTiOCl2 AlCl3 AlOCl TiCl4由此可见,在进行脱铝时加入水量要适合,并应有足够的反应时间, 以减少 TiOCl2 的生成量。精品资料_氯化的生产流程及基本操作发布时间: 2006 年 6月 11日 1时0分目前,国内外所用的流态化氯化工艺流程大体上是一致的,其原则流程如下图所示,但采用的设备差别较大。氯化设备由三部分组成,第一部分是原料准备设备,第二部分为流态化氯化炉,第三部分为后处理部分。其中原料准备和部分后处理设备为标准设备,在此省略赘述。精品资料_氯化炉的正常操作1. 混合物料的加料速度控制混合物料的适宜加料速度, 就可以保持合适

8、的炉内料层堆积高度 (即固定层高度)。合适的料层高度,就可以加长氯气在料层中的停留时间,提高氯气的利用率。但料层太高,易出现不正常流化状态。料层太矮,氯气在料层中的停留时间太短,会降低氯气的利用率,增加尾气中的含氯量。因此,控制混合物料的合适加入速度是正常氯化操作的重要工艺条件之一。2 氯气流量的确定精品资料_氯气流量既要满足流态化层内流体力学的条件,又要满足反应动力学的要求,它与采用的物料颗粒特征、 炉子的结构尺寸和反应温度等有关。实践表明,适宜的氯气流量控制范围也比较宽。在一般情况下, 为了提高生产率, 在满足流体力学的条件下, 常控制较大的氯气流量。 最佳的氯气流量可以通过实验和计算确定。目前,我国一些炉子氯气操作速度控制在0.10 0.15m/s(冷态)范围内。

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