淺析四氯化鈦工藝技術

廉榮申

（中航天赫（唐山）鈦業有限公司，河北省唐山063000）

四氯化鈦生產是以高鈦渣（金紅石）為原料，和石油焦按照 100：28～33 的比例均勻混合后入爐，在高溫下通入氯氣進行反應而生成，爐氣經過氣固分離、液化、過濾得到粗四氯化鈦，尾氣經水洗、堿洗后達標排放，粗四氯化鈦經精餾得到成品精四氯化鈦，工藝過程分為氯化和精制兩步來完成，氯化階段根據原料的不同所采取的工藝路線有所區別，分為沸騰氯化法和熔鹽氯化法；精餾過程根據除釩方式的不同分為礦物油除釩、銅絲除釩、鋁粉除釩，下面筆者結合經驗談談四氯化鈦生產工藝。

1 四氯化鈦沸騰氯化法工藝技術

沸騰氯化法是目前主流工藝技術，通過在爐內沸騰產生顆粒碰撞從而產生化學反應，其反應的主方程式為：TiO2＋C＋2CI2==TiCI4＋CO2＋Q，此反應通過放熱能夠使其維持順利進行。反應產生的爐氣經氣固分離器降溫并分離大部分固體粉塵，進入淋洗吸收系統進行液化處理，未被吸收的尾氣經過水洗堿洗后合格排放，吸收下來的四氯化鈦經過固液分離得到半成品四氯化鈦，固體含量較高的泥漿返噴回收塵器氣化分離。

該過程根據原料純度的不同在設備結構上有所區別，當原料純度達到93%以上、氧化鈣含量0.3%以下、氧化鎂含量0.9%以下時采用的氯化爐一般為有篩板上排渣的方式進行，配套的收塵器為旋風式收塵器；原料純度在90%～93%時，氧化鈣和氧化鎂含量超過上述指標一倍以內的一般配套無篩板下排渣的方式，同時收塵器為重力沉降式多級串聯方式。一般認為主含量高、氧化鈣、氧化鎂含量較低的原料是人造金紅石（主要通過酸洗得到），而高鈦渣是通過電爐燒分離大部分鐵和雜質得到。目前在國內以生產高鈦渣為主，金紅石幾乎全靠進口。

筆者認為從技術發展方向來看更應該從源頭出發提高原料純度，采取更優的工藝來發展。

2 熔鹽氯化法工藝技術

熔鹽氯化工藝技術是一種低溫氯化技術，它和沸騰氯化的本質區別在于氯化爐內混合物料的存在狀態不同，熔鹽氯化是以氯化鈉等熔鹽在熔融狀態下，讓物料均勻存在于熔巖中，近似于液相的狀態下進行氯化反應，爐氣在出爐前用大量四氯化鈦進行噴淋冷卻，使爐氣在400～500℃的條件下出爐。此工藝產生的粗四氯化鈦質量較好，能用低品位鈦渣作為原料來生產，但問題是產生大量廢鹽，目前為止，廢鹽的處理還沒有實現工業化，環保問題更加突出，不推薦此工藝大力發展，特別是鈦白粉這種用量大的行業。

3 四氯化鈦精餾工藝技術

精餾過程主要按除釩方式不同而劃分，目前主要有礦物油除釩、銅絲除釩、鋁粉除釩三種工藝技術，其主要的特點及應用方向如下。

3.1 礦物油除釩工藝

礦物油除釩的裝置具有簡單、投資最小、運行成本最低、易大型化等特點，環保壓力較小，產品質量一般，目前廣泛應用于鈦白粉行業，其他行業應用較少。

3.2 銅絲除釩工藝

銅絲除釩的過程具有連續性較差、生產成本較高、不易大型化等特點，環保相對難解決，產品質量較好；目前主要應用于海綿鈦行業及化工等領域，處于相對落后狀態中。

3.3 鋁粉除釩工藝

鋁粉除釩工藝具有投資較大、連續性好、易于大型化、成本適中等特點，環保問題不突出，產品質量較好，目前主要應用于海綿鈦行業，一般和熔鹽氯化配套建設。

筆者認為一方面應加大高品位鈦渣在國內的生產，另一方面應加快工藝技術的升級換代，早日擺脫原料受國外制約的局面，增強環保意識和質量意識，朝著高質量、清潔化的方向邁進！