[发明专利]四氯化钛生产中低沸点物的回收利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及四氯化钛生产中低沸点物的回收利用方法，属于四氯化钛生产领域。

背景技术

四氯化钛生产工艺中，主要包括两个生产工序：氯化工序和精制工序。首先在氯化工序中，高位料仓的富钛渣与石油焦按一定配料比加入到输送机，经输送机连续加入氯化炉内，并通入氯气，在高温下反应生成TiCl₄，同时在系统负压的作用下被带出氯化炉。从氯化炉带出的气体除TiCl₄外，还主要含有SiCl₄、AlCl₃、FeCl₃、MgCl₂、CaCl₂、HCl、CO、CO₂以及部分MnCl₂、FeCl₂和部分固体颗粒。当它们进入收尘器，由于降速降温作用，其中AlCl₃、FeCl₃、FeCl₂等高沸点氯化物以及被气流带出的固体颗粒的大部分被冷凝沉积下来，形成尘渣。通过收尘器出来的混合气体进入四氯化钛淋洗系统，冷却淋洗得到的四氯化钛含有很多杂质，经过沉降、过滤后，得淡黄色或红棕色的粗TiCl₄，同时产生大量的泥浆。从淋洗系统出来的气体最后进入尾气处理系统，经水洗和两级石灰乳或NaOH溶液中和处理，再通过烟囱排入大气。对于精制工序阶段，将氯化工序生产的粗四氯化钛采用预蒸馏方法去除FeCl₃、AlCl₃、VOCl₂等高沸点杂质，采用低价钛置换法去除与TiCl₄沸点相近的VOCl₃，随后用一级精馏方法去除SiCl₄等低沸点物杂质，其中二级精馏进一步除高沸点物杂质，以生产精TiCl₄。经过一级精馏后，一级精馏过程产生的低沸点物中含有SiCl₄和TiCl₄，但TiCl₄含量居多，SiCl₄含量仅为20%左右；经附加精馏回收低沸点物中TiCl₄，此时低沸点物中SiCl₄的含量高至60%，最后产生的低沸点物利用石灰乳中和处理后外排。

在四氯化钛生产工艺中，氯化工序产生的泥浆中含有40%左右的TiCl₄，它遇水水解呈酸性，直接外排会造成环境污染。目前对泥浆的处理方式为：将泥浆返入氯化炉进行回收，或者利用石灰乳中和处理后外排。这两种处理方式存在以下问题：将泥浆返回氯化炉内回收，其中当泥浆的固体物质含量较高时，需利用产出的TiCl₄进行稀释后才能返入氯化炉中，这样会造成部分TiCl₄反复淋洗，能耗大；而采用石灰乳中和处理，泥浆中含有重量比为40%左右的TiCl₄，直接处理不仅造成TiCl₄的浪费，影响钛收率，而且处理过程中需用大量石灰乳，成本高。然而，精制工序中两级精馏产生的低沸点物中主要有SiCl₄和TiCl₄，SiCl₄与TiCl₄一样，遇水水解后呈酸性。目前，对低沸点物的处理方式也是采用石灰乳中和处理后外排，这样也会导致低沸点物中TiCl₄浪费，钛收率低；此外，大量的石灰乳使用，费用高；同时，在处理过程中，形成的酸雾，会腐蚀现场设备和影响工作人员的健康。

基于上述处理泥浆和低沸点物方法的缺陷，本发明将提供一种将低沸点物综合回收利用的方案，以提高四氯化钛的产量和降低生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低、能耗少的方法将四氯化钛生产工艺中低沸点回收利用，其包括以下步骤：

a、反应：以低沸点物和泥浆混合形成混合物或低沸点物为原料与TiO₂反应，反应方程式为：TiO₂+SiCl₄=TiCl₄+SiO₂，在反应过程中温度不低于650℃，压力不高于500Pa；

b、回收：回收上述步骤中生成的TiCl₄，排出生成的SiO₂；

其中，a步骤中泥浆为四氯化钛生产中氯化工序沉降产生的物质，低沸点物为四氯化钛生产中精制工序中产生的物质。