大型无筛板沸腾氯化技术及装备的研发与应用

为适应国家生产政策的要求及世界先进四氯化钛生产技术的发展趋势,抚顺钛业有限公司结合对国外沸腾氯化技术的了解,在现有技术基础上,开发φ2 600 mm大型无筛板沸腾氯化炉技术,淘汰小氯化炉,以降低成本。介绍了抚钛φ2 600 mm大型无筛板沸腾氯化炉的研究内容及在实际生产中的应用情况,并且详细介绍了部分生产技术指标及生产过程中的控制措施,同时对φ2 600 mm大型无筛板沸腾氯化炉在生产中遇到的问题进行了相应的阐述。大型无筛板沸腾氯化炉技术在抚钛的成功应用为我国进一步开发大型无筛板沸腾氯化技术奠定了坚实的基础。     

高钙镁钛渣熔盐氯化技术的研究与熔盐氯化炉大型化的探讨

本文通过不同规模和不同内容的工业试验研究,着重论述了钛渣熔盐氯化技术的发展.尤其是高钙镁钛渣采用低浓度氯气(76％和85％)在熔盐氯化技术上应用的成功,不仅解除了人们对氯气中的氧影响四氯化钛质量的顾虑,而且对熔盐氯化炉大型化以及电解镁的阳极氯气直接用于钛渣熔盐氯化炉将具有更重要的现实意义。     

高钙镁钛精矿沸腾氯化制备TiCl4的热力学及动力学

针对高钙镁钛精矿难以满足沸腾氯化制备四氯化钛工艺问题,从热力学和动力学角度对高钙镁钛原料碳热还原—沸腾氯化制备TiCl4工艺进行了深入研究。结果表明：钛精矿高温碳热还原历程为：FeTiO3 → TiO2+Fe → TinO2n-1(n=4~9)+Fe → Ti3O5+Fe → Ti2O3+Fe → TiCxO1-x+Fe,碳氧钛生成的温度必须高于1 400 ℃,此时钛精矿中的Ca、Mg、Al、Si、Mn等杂质元素在1 800 ℃以内都不会被还原为对应的碳化物;高钙镁钛铁矿精矿碳热还原制备碳氧钛过程中,失重率随温度升高呈现4阶段上升,其中阶段1和3分别为受扩散控制生成金属Fe和碳氧钛的快速失重段,而阶段2和4分别为金属Fe和碳氧钛形核长大的缓慢失重阶段,4个阶段的表观活化能分别为49.84、—2.24、12.82、—2.53 kJ/mol。沸腾氯化过程还原产物中的Fe、MgO和CaO均会优先被氯气氯化,但当存在TiO2时,SiO2和Al2O3则不易被氯化,碳氧钛较适宜沸腾氯化的温度为300~650 ℃,沸腾氯化前5 min为还原产物中碳氧钛的快速氯化阶段,主要受表面化学反应的控制,而后5~20 min为Ti2O3的缓慢氯化阶段,主要受颗粒内部扩散控制的影响。     

人造金红石沸腾氯化制备粗TiCl4工业试验

以攀枝花人造金红石(w(TiO2)=91.04%、w(CaO MgO)=0.94%)配加0～50%的高钛渣(w(TiO2)=88.05%、w(CaO MgO)=1.85%)作为氯化原料,在遵义钛业公司的φ800mm沸腾氯化炉上进行了制备TiCl4的工业试验,试验过程中,沸腾状态良好,排渣顺畅,钛的氯化率高达95%,制备出的粗TiCl4产品符合质量要求.     

攀枝花钛渣组合式流化床氯化制备TiCl4的研究

以攀枝花高钙、镁钛渣为原料,采用组合式流化床反应器进行氯化制备TiCl4的研究,试验结果表明:组合式流化床反应器具有较强的抗粘结能力,其设备单位面积的TiCl4产能达到38～76 t/(m2.d),为普通沸腾氯化反应器的1～3倍.     

熔盐氯化法制备粗TiCl_4过程热平衡控制研究

对TiO_2品位为74%的高钙镁钛渣物相组成及氯化行为、熔盐氯化生产粗四氯化钛过程的熔盐温度控制进行了分析。结果表明,在粗四氯化钛单炉产量为100t/d的条件下,通过合理调节返炉矿浆量,可将钛渣氯化过程的熔盐温度与混合炉气温度分别稳定控制在740～770℃与350～501℃,并产出平均固相含量4.06～4.1g/L的合格粗TiCl_4产品。     

无筛板沸腾氯化与熔盐氯化生产TiCl4工艺浅析

无筛板沸腾氯化法与熔盐氯化法是目前生产TiCl4的两种主要工艺,分别是我国和前苏联钛冶金工作者针对各自地区所拥有的可用于TiCl4生产的原料而独创的生产方法,均对世界钛冶金工业的发展做出了巨大贡献。首先简要概述了两种氯化法生产TiCl4的特点,对比分析了两种方法每生产1t粗TiCl4所消耗的原料和产生的废料,以及各自的优缺点,指出采用无筛板沸腾氯化法生产的粗TiCl4的质量不如熔盐氯化法,我国的无筛板沸腾氯化法仍需继续改进。     

云南高钛渣流态化氯化冷态模型数值模拟

基于欧拉-双流体模型和流态化氯化临界流化速度经验公式,结合云南高钛渣物性参数,研究了其流态化氯化的初始流化速度下高钛渣流态化氯化特性、气泡运动对床层的扰动、气泡大小与分布板位置关系。研究结果表明:Grace方程能准确预测B类颗粒窄粒径的高钛渣流态化氯化气泡行为,Wen-Yu方程预测的初始流化速度下乳相和气泡出现时间延后;完全流化速度下,通过上升、合并长大、破裂过程,在分布板位置形成气泡;通过钛渣固体矢量图得出,整个床层以气泡为分界,气泡上升对上、下部颗粒的流动产生影响,导致床层不均匀。     

高钛渣加碳氯化反应热力学在熔盐氯化中的应用

通过对高钛渣各组分氧化物加碳氯化反应的热力学计算与分析,发现循环氯气中的氧气与石油焦的燃烧反应是影响熔盐氯化炉温度的主要因素,而炉温的稳定控制是提高熔盐氯化炉运行效率的关键;在900~1 500 K时,高钛渣加碳氯化热力学趋势表明:所有氧化物在氯化过程中全部转变为氯化物,但实际反应中Al2O3、尤其是SiO2仅有很小一部分被氯化,同时确定了此温度区间各组分氧化物加碳氯化难易顺序;热力学条件对TiO2和SiO2氯化率的影响近于一致,所以从热力学角度不能进一步有效降低SiO2的氯化率而减少TiCl4中Si含量。     

攀枝花钛渣熔盐氯化盐系组成的研究

根据熔盐氯化的机理和攀枝花钛渣的特点，系统的研究了熔盐氯化工业试验的工艺条件、盐系组成。论证了采用自生盐系的可能性。采用自生盐系，不消耗钾、钠盐，也有利于镁的综合利用。     

氯化物熔盐中钙镁离子固化工艺的热力学分析

分析了在高钛渣熔盐氯化过程中氯化物熔盐介质物化性能恶化的原因,并提出钙镁离子固化工艺以改善氯化物熔盐介质的物化性能,通过热力学研究了钙镁离子固化工艺的可行性.固化剂与钙镁离子反应的吉布斯自由能均小于零,反应均能自发进行.当以Na2SO4作为固化剂,温度低于1073K时,氯化物熔盐中kp=[Ca2+][SO2-4]和kP...     

微波技术在四氯化钛生产原料干燥中的应用研究

研究了微波干燥技术在四氯化钛生产原料干燥中的应用效果,并分析了微波干燥石油焦的经济效益。结果表明,微波干燥技术应用在四氯化钛生产原料干燥中是可行的。     

攀钢高炉渣综合利用研究取得重大进展

由攀钢公司承担的国家“十一·五”攻关项目——“攀钢高炉渣高温碳化、低温选择沸腾氯化制备TiCl4及残渣综合利用研究”继去年完成含钛高炉渣高温碳化制备碳化渣的工业试验后，碳化渣低温氯化研究又取得了重大进展。[第一段]     

低温氯化炉内颗粒停留时间分布研究

利用攀钢含钛高炉渣低温氯化炉冷态模型,采用电导率法对脉冲示踪粒子进行试验研究,分别考察了内部挡板、物料流量、表观气速等操作参数对低温氯化炉中颗粒停留时间分布(RTD)的影响。结果表明,挡板纵向切割流化床相对空间,消除短路,有利于颗粒与流化气的充分混合,双挡板条件下,碳化渣颗粒在流化床内RTD更为集中(方差σ2t由0.67明显降低至0.5);加料速率由1.9 g/s减小至1.1 g/s,物料平均停留时间延长一倍,碳化渣反应时间增加。表观气速增大至0.15 m/s时,虽然在一定程度上弱化了碳化渣停留时间分布的集中性,但返混强化了颗粒与气体的接触和反应,保证了流化状态,有利于提高碳化渣氯化效率。     

无料钟高炉应用数学模型研究

根据高炉冶炼理论,结合具体检测条件,建立高炉应用数学模型.通过实践,寻求高炉生产与无料钟布料及软熔带形状等关系规律,分析指导生产以获得良好的效果.