鈦原料沸騰氯化的機(jī)理過程研究（氯化反應(yīng)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)）目錄1沸騰氯化概述2單因素法研究沸騰氯化的影響因素3沸騰氯化工藝技術(shù)問題4下階段規(guī)劃目錄1沸騰氯化概述2單因素法研究沸騰氯化的影響因素3沸騰氯化工藝技術(shù)問題4下階段規(guī)劃沸騰氯化反應(yīng)機(jī)理

TiO2+2Cl2+C=TiCl4+CO2

（1）TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+2CO（2）TiO2+2Cl2+2CO=TiCl4+2CO2

（3）

1沸騰氯化概述沸騰氯化工藝制取粗四氯化欽的基本原理是把高鈦渣與石油焦按一定比例配制成混合料，加入沸騰爐內(nèi)與氯氣在流態(tài)化的狀態(tài)下進(jìn)行氯化反應(yīng).主要反應(yīng)式如下：當(dāng)氯化溫度低于707℃時(shí),反應(yīng)主要按(1)和(3)式進(jìn)行,高于707℃時(shí),反應(yīng)主要按(2)式進(jìn)行。高鈦渣沸騰氯化工藝流程如右圖所示，高鈦渣和石油焦混合后由氯化爐中部送入沸騰氯化爐內(nèi)，氯氣由氯化爐底部進(jìn)入。氯化爐頂部排出物為夾帶有少量粉塵和雜質(zhì)的四氯化鈦氣體，經(jīng)過旋風(fēng)分離器除塵和噴霧冷凝器除雜后進(jìn)入冷凝塔，得到粗四氯化鈦液體。高鈦渣沸騰氯化工藝流程1沸騰氯化概述沸騰氯化原料化學(xué)成分分析高鈦渣在900-1150℃的高溫氯化條件下，其中的Ca0和Mg0被氯化生成CaCl2和MgCl2，CaCl2的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為772℃,1600℃,MgCl2的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為708℃,1412℃,在通常反應(yīng)溫度(900-1150℃)下，CaCl2和MgCl2不是呈氣態(tài)而是呈熔融狀態(tài)粘著在爐料上，嚴(yán)重時(shí)可使?fàn)t料結(jié)塊，甚至使沸騰層遭到破壞。有資料顯示，當(dāng)床層中CaCl2+MgCl2含量達(dá)4%左右，沸騰流化床就遭到破壞！1沸騰氯化概述碳化渣低溫選擇性氯化技術(shù)1沸騰氯化概述利用碳化渣中TiC在低溫條件下的氯化反應(yīng)速率遠(yuǎn)高于雜質(zhì)氧化物的氯化反應(yīng)速率的特性，以達(dá)到其選擇性氯化的目的。化學(xué)成分TiCCaOMgOSiO2Al2O3ΔGθ600℃-242-11363.86158.73548.86表3高鈦渣各主要組分在600℃下直接氯化標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能熱力學(xué)數(shù)據(jù)表明，碳化渣在600℃直接氯化時(shí)，只有TiC和CaO與氯氣的反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，且TiC優(yōu)先氯化的趨勢非常明顯，MgO、Al2O3、SiO2則不能被直接氯化。目錄1沸騰氯化概述2單因素法研究沸騰氯化的影響因素3沸騰氯化工藝技術(shù)問題4下階段規(guī)劃反應(yīng)溫度對(duì)沸騰氯化效果的影響2單因素法研究沸騰氯化的影響因素

礦石粒度對(duì)沸騰氯化效果的影響

圖3礦石粒度對(duì)天然金紅石氯化率的影響Fig.3Effectofnaturalrubleparticlesizeonchlorinationrate2單因素法研究沸騰氯化的影響因素氣體流量對(duì)氯化效果的影響圖4氣體流量對(duì)氯化率的影響Fig.4Effectofgasflowrateonchlorinationrate2單因素法研究沸騰氯化的影響因素結(jié)果與討論其氯化率可達(dá)95%以上.天然金紅石與高鈦渣的對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，鈣、鎂是影響氯化反應(yīng)進(jìn)行和最終氯化率的關(guān)鍵元素.天然金紅石沸騰氯化過程動(dòng)力學(xué)研究表明，該過程滿足無固體產(chǎn)物層的收縮未反應(yīng)核模型，在900-10000C范圍內(nèi)，反應(yīng)的活化能為9.17kJ/mol，反應(yīng)受擴(kuò)散過程控制，因此，增強(qiáng)傳質(zhì)、擴(kuò)大有效反應(yīng)而積是提高反應(yīng)活性的有效途徑.2單因素法研究沸騰氯化的影響因素[1]

牛麗萍．天然金紅石粉體沸騰氯化工藝條件優(yōu)化研究[J]．過程工程學(xué)報(bào)，2011，12反應(yīng)溫度/℃天然金紅石粒徑/gym鍛后石油焦粒徑/um配碳比入口氯氣流量/m3/h氯化時(shí)間/min入口氯氣壓力/Mpa氯氣濃度9509615030:1000.036400.14100%結(jié)果表明，天然金紅石的表而結(jié)構(gòu)致密，沸騰氯化適宜的工藝參數(shù)為目錄1沸騰氯化概述2單因素法研究沸騰氯化的影響因素3沸騰氯化工藝技術(shù)問題4下階段規(guī)劃3沸騰氯化工藝技術(shù)問題由于工藝本身的不完善,造成生產(chǎn)實(shí)踐中部分操作困難,對(duì)沸騰氯化生產(chǎn)造成一定影響,產(chǎn)生一定酸性氣體給周邊環(huán)境造成污染,使職工操作環(huán)境惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度增大,在以下幾個(gè)方面顯得尤為突出。1.混合料配制不均勻2.爐底篩板通氯孔堵塞頻繁3.四氯化鈦淋洗筒體堵塞3沸騰氯化工藝技術(shù)問題

改動(dòng)前工藝路線改進(jìn)后工藝路線[2]