沸腾氯化生产TiCl_4工艺分析及氯化废料的综合利用

随着钛冶金工业的迅速发展,金属钛及其副产品的应用越来越广,Ti Cl4作为钛产品的上游原料,产量也越来越大,生产过程中伴生的氯化废料数量也随之增大。为此,结合沸腾氯化生产Ti Cl4工艺,对影响沸腾氯化的因素进行分析,并制定各种氯化废料的综合处理方案,以期简化氯化废料处置工艺,避免污染物经二次或多次循环后重新进入环境,最大限度降低对环境的污染,实现节能减排,绿色可持续发展。     

云南高钛渣沸腾氯化生产粗TiCl4可行性探讨

分析了云南高钛渣的特点及沸腾氯化制取粗TiCl4的可行性。在有筛板沸腾氯化炉中进行了云南高钛渣沸氯化实验,表明含CaO、MgO量较高的云南高钛渣经沸腾氯化生产组TiCl4是可行的。     

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.     

关于沸腾氯化炉的散热与保温

提出沸腾氯化炉的保温对沸腾氯化生产的作用,阐述沸腾炉四氯化钛生产中,热量在不同阶段的特点及处理方法。合理地利用与处理沸腾氯化炉产生的热量,使之达到对沸腾氯化生产各相关环节有利的目的。该方法对大型沸腾氯化炉内相应床层的建立是有利的,有利于在相对短的时间内建立较为良好的炉况。     

钛沸腾氯化炉结构探析

从理论与实践上较为深入地分析了钛沸腾氯化炉结构,找出了最佳炉型、结构尺寸和炉内衬材料。     

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。     

沸腾氯化原料特性分析

沸腾氯化是氯化法钛白生产的关键环节。国内氯化法技术受钛矿原料质量的影响一直未取得较大进步。沸腾氯化对钛矿原料的品质要求主要是MgO和CaO含量足够低,而TiO2品位不是最重要因素。     

沸腾氯化工艺在生产中的应用

介绍了以石油焦,高钛渣,氯气等作原料,采用沸腾氯化工艺生产粗四氯化钛的情况及改造革新后的成果。     

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。     

连铸准沸腾碳素焊条钢的生产实践

传统的炼钢生产中多采用沸腾钢模铸工艺生产碳素焊条钢，随着连续铸钢工艺的普及，由于沸腾钢钢水的化学成分及凝固特点，使连铸生产沸腾钢存在一定困难，本试验采用以铝锰铁合金为主，辅以硅钙合金对转炉冶炼的碳素焊条钢钢水脱氧，使钢水达到准沸腾的平衡状态，实现了碳素焊条钢的连铸生产，成功开发了H08（A、E）碳素焊条钢。     

攀枝花74%品位钛渣熔盐氯化研究

开展了攀枝花74%品位钛渣熔盐氯化制备四氯化钛的试验研究,考察了74%品位钛渣作为氯化原料时,氯化炉温度控制、熔盐成分控制和产品质量情况,并对不同品位钛渣熔盐氯化时技术经济指标进行了对比分析。研究表明:使用攀枝花74%品位钛渣熔盐氯化生产高品质海绵钛用四氯化钛工艺可行,与采用78%钛渣熔盐氯化相比,每吨粗四氯化钛可节约成本98.3元。     

石油焦中硫含量对熔盐氯化过程的影响

利用HSC软件计算了硫在熔盐氯化过程中发生化学反应的标准吉布斯自由能,研究了石油焦中硫含量对粉磨性质、熔盐氯化过程控制、粗四氯化钛质量和精制除杂的影响。结果表明,硫在熔盐氯化体系中的主要反应产物是SO_2、COS、SO_2Cl_2和SOCl_2;硫含量不会影响熔盐氯化过程连续稳定运行,但会导致熔盐、收尘渣、尾气和粗四氯化钛中硫含量增大;硫在精制过程中难以除去,应选择硫含量低于0.45%的石油焦。     

富钛料沸腾氯化渣的溶解性能研究

针对氯化法钛白粉生产过程中,产生大量沸腾氯化渣,直接堆放造成环境污染严重的问题.采用水溶方法,使其中氯化物尽可能地溶解在水中,经过滤,从滤渣中提取有用物质,剩下的固体废渣送往渣场,从而降低其对环境的污染.通过考查富钛料沸腾氯化渣的溶解性能,结果表明:pH=1、液固比4∶1、反应时间30 min、温度为室温(约20 ℃)是最适宜的溶解条件,在此条件下沸腾氯化渣主要的金属离子去除率可达90%以上.     

攀西钛精矿主要杂质元素赋存状态研究

通过对攀西钒钛磁铁矿矿物结构及攀西钛精矿选钛工艺研究,同时采用XRD、扫描电镜对攀西钛精矿进行深度剖析,得出在攀枝花钛精矿中主要元素分布及杂质元素的赋存状态。攀西钛精矿是以偏钛酸铁(FeO·TiO_2)晶格为基础,含有Mg、Mn等氧化物杂质的固溶体,主要杂质元素Si、Ca、Mg、Al、Fe、Ti等物质以一种或多种氧化物形式固溶于钛铁矿伴生相硅酸盐中。针对不同用途,提出通过深度解粒,调整钛精矿选别工艺参数,可生产出高品质的钛精矿,实现高附加值利用。     

黄金精炼工艺综述

综述了目前国内黄金精炼工艺的主要方法及现状,如电解精炼法、萃取精炼法、控电氯化法,并对各工艺方法的利弊进行了阐述,同时提出了未来精炼工艺需要解决的问题。     

硅铁炉外氯化精炼实践研究

介绍了在6.3MVA矿热炉生产硅铁中采用氯化精炼的实践操作方法。该方法生产的特种硅铁(Al<0.03%,C<0.015%)合格率达95%以上。     

四氯化钛生产工艺研究

首先综述了近年来四氯化钛的生产工艺,并围绕氯化的准备阶段一配料部分进行了详细汇总。对氯化部分,原料高钛渣品位和杂质元素含量高低,决定了国内外不同生产厂家使用不同的氯化工艺：熔盐氯化和沸腾氯化。对这两种氯化的特点进行了总结。在精制部分,通过四种不同除钒方式的对比,阐述了每种方法的优缺点,指出今后精制除钒向矿物油和铝粉除钒的方向发展。     

多级串联复合流化床制备四氯化钛试验的基础研究

以镁钙质量分数大于2.5%的高钛渣为原料,采用复合流化床制备四氯化钛新工艺进行中试试验。对试验中氯气流量、流态化温度等参数进行了讨论,并对反应产物的形貌进行了分析,同时计算了反应效率。中试结果表明,TiO2的转化率达到90%。通过检测发现收尘渣表面富集MgCl2和CaCl2,而流化床中未出现粘结,说明该流化床具有一定的抗粘结能力。     

冷却柱技术引进与自主开发实践

2006年8月酒钢1#高炉炉腹6、7段冷却壁有4块冷却壁破损。当时引进使用铜冷却柱技术替代恢复已损坏冷却壁冷却功能效果良好。2007年以来6#高炉炉身冷却壁破损加剧,又引用同一厂家铜冷却柱技术。实践证明该技术是一种成熟可靠而实用的高炉护炉技术。但是随着4×450 m3高炉冷却壁频繁破损,依靠大量外购冷却柱来满足护炉需要的成本非常巨大,而且对企业的局限性很大。我们通过自主研制开发,生产出来可替代外购产品的铜钢一体冷却柱和钢质冷却柱,既节省了外购资金又完全满足护炉需要。