浅析四氯化钛工艺技术

廉荣申

（中航天赫（唐山）钛业有限公司，河北省唐山063000）

四氯化钛生产是以高钛渣（金红石）为原料，和石油焦按照 100：28～33 的比例均匀混合后入炉，在高温下通入氯气进行反应而生成，炉气经过气固分离、液化、过滤得到粗四氯化钛，尾气经水洗、碱洗后达标排放，粗四氯化钛经精馏得到成品精四氯化钛，工艺过程分为氯化和精制两步来完成，氯化阶段根据原料的不同所采取的工艺路线有所区别，分为沸腾氯化法和熔盐氯化法；精馏过程根据除钒方式的不同分为矿物油除钒、铜丝除钒、铝粉除钒，下面笔者结合经验谈谈四氯化钛生产工艺。

1 四氯化钛沸腾氯化法工艺技术

沸腾氯化法是目前主流工艺技术，通过在炉内沸腾产生颗粒碰撞从而产生化学反应，其反应的主方程式为：TiO2＋C＋2CI2==TiCI4＋CO2＋Q，此反应通过放热能够使其维持顺利进行。反应产生的炉气经气固分离器降温并分离大部分固体粉尘，进入淋洗吸收系统进行液化处理，未被吸收的尾气经过水洗碱洗后合格排放，吸收下来的四氯化钛经过固液分离得到半成品四氯化钛，固体含量较高的泥浆返喷回收尘器气化分离。

该过程根据原料纯度的不同在设备结构上有所区别，当原料纯度达到93%以上、氧化钙含量0.3%以下、氧化镁含量0.9%以下时采用的氯化炉一般为有筛板上排渣的方式进行，配套的收尘器为旋风式收尘器；原料纯度在90%～93%时，氧化钙和氧化镁含量超过上述指标一倍以内的一般配套无筛板下排渣的方式，同时收尘器为重力沉降式多级串联方式。一般认为主含量高、氧化钙、氧化镁含量较低的原料是人造金红石（主要通过酸洗得到），而高钛渣是通过电炉烧分离大部分铁和杂质得到。目前在国内以生产高钛渣为主，金红石几乎全靠进口。

笔者认为从技术发展方向来看更应该从源头出发提高原料纯度，采取更优的工艺来发展。

2 熔盐氯化法工艺技术

熔盐氯化工艺技术是一种低温氯化技术，它和沸腾氯化的本质区别在于氯化炉内混合物料的存在状态不同，熔盐氯化是以氯化钠等熔盐在熔融状态下，让物料均匀存在于熔岩中，近似于液相的状态下进行氯化反应，炉气在出炉前用大量四氯化钛进行喷淋冷却，使炉气在400～500℃的条件下出炉。此工艺产生的粗四氯化钛质量较好，能用低品位钛渣作为原料来生产，但问题是产生大量废盐，目前为止，废盐的处理还没有实现工业化，环保问题更加突出，不推荐此工艺大力发展，特别是钛白粉这种用量大的行业。

3 四氯化钛精馏工艺技术

精馏过程主要按除钒方式不同而划分，目前主要有矿物油除钒、铜丝除钒、铝粉除钒三种工艺技术，其主要的特点及应用方向如下。

3.1 矿物油除钒工艺

矿物油除钒的装置具有简单、投资最小、运行成本最低、易大型化等特点，环保压力较小，产品质量一般，目前广泛应用于钛白粉行业，其他行业应用较少。

3.2 铜丝除钒工艺

铜丝除钒的过程具有连续性较差、生产成本较高、不易大型化等特点，环保相对难解决，产品质量较好；目前主要应用于海绵钛行业及化工等领域，处于相对落后状态中。

3.3 铝粉除钒工艺

铝粉除钒工艺具有投资较大、连续性好、易于大型化、成本适中等特点，环保问题不突出，产品质量较好，目前主要应用于海绵钛行业，一般和熔盐氯化配套建设。

笔者认为一方面应加大高品位钛渣在国内的生产，另一方面应加快工艺技术的升级换代，早日摆脱原料受国外制约的局面，增强环保意识和质量意识，朝着高质量、清洁化的方向迈进！