四氯化钛的复合氯化制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113753945A(43)申请公布日2021.12.07(21)申请号202111236441.8(22)申请日2021.10.23(71)申请人河北吉诚新材料有限公司地址063305河北省唐山市南堡经济开发区兴达道6号(72)发明人张玉春刘亚男王立军(74)专利代理机构唐山永和专利商标事务所13103代理人张皓清(51)Int.Cl.C01G23/02(2006.01)C01G23/047(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称四氯化钛的复合氯化制备方法(57)摘要本发明公开了一种四氯化钛的复合氯化制备方法，属于氯化法钛白粉生产技术领域。本工艺将沸腾氯化法和熔盐氯化法结合起来，在复合氯化炉内进行两种氯化反应，生产的TiCl4混合气体通过雾化器、收尘器、制浆装置、固液分离装置和干燥装置将TiCl4气体分离出去，并将炉料回收到复合氯化炉中。通过底排炉料的回收、收尘渣物料的回收、氧化返回氯气中夹带TiO2的回收，提高了钛回收率；通过对熔盐反应尾气的二次反应，使后续系统的操作更为简单，劳动强度大幅降低。CN113753945ACN113753945A权利要求书1/2页1.一种四氯化钛的复合氯化制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：S1、将高钙镁的富钛料与还原剂混合，将混合料分别加入到复合氯化炉的上部沸腾氯化段和下部熔盐氯化段；熔盐氯化段预先加入熔融NaCl，将氯气通入到复合氯化炉的熔盐氯化段，进行氯化反应；S2、熔盐氯化段反应后的混合气体通过复合氯化炉的气体分配器进入沸腾氯化段内参与氯化反应；在熔盐氯化段中过量氯气和富钛料发生氯化反应，生成TiCl4和金属氯化物，同时熔盐氯化段挥发及夹带的熔盐与金属氯化物发生反应，生成复盐；S3、随着沸腾氯化段反应的进行，富钛料中的钙镁杂质在氯化反应中生成CaCl2、MgCl2在沸腾氯化段的炉料中富集，定期将CaCl2、MgCl2和未反应的混合料送入熔盐氯化段，参加熔盐氯化段反应；S4、S2中沸腾段生成的TiCl4混合气体从复合氯化炉的炉顶排出，在雾化器中与雾化后TiCl4泥浆和粗TiCl4混合物直接接触，对TiCl4混合气体进行冷却，使金属氯化物固化；S5、经S4冷却后，混合气体进入到收尘器中，使固体收尘渣从气体中分离出来，气固分离后的混合气体去冷凝工序收集TiCl4；S6、S5分离出来的收尘渣在制浆装置中加水、稀盐酸，搅拌制备成渣浆混合物；S7、渣浆混合物在固液分离装置中进行固液分离，滤液去下游工序进一步处理，分离出来的固体进入到干燥装置中干燥；S8、干燥后的收尘渣未做回收炉料返回到复合氯化炉的熔盐氯化段，实现炉料的进一步回收。2.根据权利要求1所述的四氯化钛的复合氯化制备方法，其特征在于，富钛料是指TiO2含量7475wt%的酸溶性钛渣或TiO含量大于85wt%的高钛渣；高钙镁的富钛料是指CaO和~2MgO的含量之和大于2.5wt%。3.根据权利要求1所述的四氯化钛的复合氯化制备方法，其特征在于，还原剂为木炭、石油焦、冶金焦中的任意一种或多种。4.根据权利要求1所述的四氯化钛的复合氯化制备方法，其特征在于，混合料是由70~80wt%的高钙镁的富钛料和20~30wt%的还原剂组成。5.根据权利要求1所述的四氯化钛的复合氯化制备方法，其特征在于，氯气为氧化返回的氯气和/或新加的氯气，其中，氧化返回的氯气从熔盐液面以下通入复合氯化炉的熔盐氯化段；新加的氯气从熔盐液面以上通入熔盐氯化段，经气体分配器进入到沸腾氯化段。6.根据权利要求1所述的四氯化钛的复合氯化制备方法，其特征在于，S2中挥发及夹带的熔盐是指NaCl与AlCl3、MnCl2、FeCl2生成的复盐，其中NaCl与AlCl3生成复盐NaAlCl4，NaAlCl4在收尘器中分离，减轻后续冷凝工序的堵塞。7.根据权利要求1所述的四氯化钛的复合氯化制备方法，其特征在于，S4中TiCl4混合气体的成分包括气体TiCl4、CO、CO2、N2、HCl，控制进入雾化器的TiCl4混合气体的量，确保尾气热量将TiCl4泥浆和粗TiCl4中的液态TiCl4全部汽化。8.根据权利要求7所述的四氯化钛的复合氯化制备方法，其特征在于，上述的液态TiCl4全部汽化是通过雾化器出口温度、收尘器入口温度、收尘器出口温度与液态TiCl4流量连锁实现。2CN113753945A权利要求书2/2页9.根据权利要求8所述的四氯化钛的复合氯化制备方法，其特征在于，收尘器出口温度控制范围为140260℃，TiCl泥浆流量相较于进入雾化器总液态TiCl流量的比例在10%以~44下。10.根据权利要求1所述的四氯化钛的复合氯化制备方法，其特征在于，S6中渣浆混合物的固含量小于等于45