精TiCl4生產工藝中有機物雜質對海綿鈦質量的影響對比

徐 亞，馮 界

(攀枝花鋼城集團有限公司，四川 攀枝花 617000）

在海綿鈦生產中，精TiCl4的質量指標是影響海綿鈦質量指標的關鍵因素[1]，目前國內對精TiCl4中有機物含量及成分未做要求，以及對海綿鈦品質影響未做深入研究，如精TiCl4中有機物液體雜質CCl4、CS2、CCl3COCl、CHCl2COCl、CH2ClCOCl等成分含量沒有要求或要求不嚴。基于此，現就目前國內2大主流除釩工藝[2]生產的精TiCl4中有機物雜質成分進行比較，及對產出的海綿鈦質量指標進行比較。

1 有機物除釩精TiCl4和鋁粉除釩精TiCl4中的有機物液體雜質CCl4、CS2、CCl3COCl、CH2ClCOCl含量對比

見表1。

表1 精TiCl4中有機物含量對比

2 精四氯化鈦中有機雜質的分析[3]

2.1 儀器設備

紅外光譜儀、自制密封樣品池（含ZnSe窗片）。

2.2 樣品試劑

鋁粉除釩精TiCl4(某海綿鈦廠)。

有機物除釩精TiCl4（某海綿鈦廠）。

2.3 樣品測量

（1）取干燥的紅外密封池，并用樣品架固定好，置放于紅外光譜儀艙內，合上樣品艙蓋，測其空池的紅外吸收作為背景。

（2）采用密封取樣裝置，迅速將TiCl4樣品裝入密封池中，立即測其紅外吸收光譜。

（3）測量后排空密封池內的TiCl4，用丙酮使密封池與窗片脫離；窗片用無水乙醇三次潤洗；密封池先用10%HF潤洗，再用蒸餾水潤洗三次，最后再烘箱中75℃烘干。

（4）用膠水將密封池與窗片粘好，風干后備下次使用。

2.4 精四氯化鈦檢測結果

（1）鋁粉除釩精TiCl4紅外光譜圖

譜圖解析，從400cm-1～1500cm-1為TiCl4和TiOCl2的連續吸收帶，1548cm-1為CCl4的特征峰，2044cm-1疑為COS的特征峰，2335cm-1為CO2的特征峰，2729cm-1,2831cm-1,2938cm-1為HCl的特征峰。

譜圖解析說明，在鋁粉除釩后的精TiCl4中，低沸點雜質（CO2，CCl4）依然存在，只是含量較有機物除釩后的精TiCl4少很多。

圖1 鋁粉除釩精TiCl4紅外光譜圖

（2）有機物除釩精TiCl4紅外光譜圖

圖2 有機物除釩精TiCl4紅外光譜圖

譜圖解析，從400cm-1～1500cm-1為TiCl4和TiOCl2的連續吸收帶，1548cm-1為CCl4的特征峰，1820cm-1為CCl3COCl(氯乙酰氯化合物)的特征峰，2335cm-1為CO2的特征峰，2729cm-1,2831cm-1,2938cm-1為HCl的特征峰。

譜圖解析說明，在精TiCl4完全澄清后，低沸點雜質（CO2，CS2，CCl4，CCl3COCl，CHCl2COCl，CH2ClCOCl）等依然大量存在。

從表面上看，有機物除釩制備的精TiCl4完全無色澄清，但是紅外光譜分析顯示，精TiCl4中存有各種有機雜質。

3 有機物除釩和鋁粉除釩生產的精TiCl4生產出的海綿鈦指標對比

在相同品質的鎂中分別進行了兩種除釩工藝生產的精TiCl4產出的海綿鈦進行了多批次的質量指標對比，在進行相同等級海綿鈦進行對比過程中發現，采用有機物除釩工藝產出的海綿鈦中非金屬雜質元素的含量較鋁粉除釩工藝產出的高，布氏硬度較高，分析數據見表2。

表2 同等級海綿鈦中雜質含量指標對比

在對海綿鈦等級質量指標對比中發現，采用鋁粉除釩工藝的精TiCl4生產出的海綿鈦質量0級及以上占比達72.3%，較有機物除釩工藝的精TiCl4高33.2%，見表3。

表3 海綿鈦等級占比情況對比

4 結語

通過采用鋁粉除釩工藝生產的精TiCl4和礦物油生產的精TiCl4的各項指標實際對比，鋁粉除釩生產的精四氯化鈦各項指標均遠遠優于礦物油除釩生產的精四氯化鈦，尤其是精鈦中有機物雜質遠遠低于礦物油生產的精鈦，為后續生產高品質海綿鈦提供了重要保障。

通過進一步對比用鋁粉除釩和礦物油除釩生產的精鈦各自生產出的海綿鈦指標后，可以發現，由于鋁粉除釩生產的精TiCl4品質遠好于礦物油生產的精TiCl4，其生產出的海綿鈦重要指標，如氧，炭、氫及海綿鈦硬度在同級均要比用礦物油產出的精鈦生產的海綿鈦質量好很多。

在質量等級方面，鋁粉除釩工藝生產出的海綿鈦0級及以上占比達72.3%，較有機物除釩工藝產出的高33.2%。

精TiCl4的品質好壞直接影響到高品質海綿鈦的生產，鋁粉除釩更易產出高品質的精鈦，更易適應高品質海綿鈦的生產工藝需求，將會為整個鈦行業的發展發揮極其重要的作用，在生產海綿鈦中鋁粉除釩工藝是現在最優良的一種除釩工藝[4]。