4.3钛渣的熔盐氯化沸腾氣化是在流态化的状态下进行氯化反应熔盐氮化法是将磨细的钛渣和石油焦悬浮在熔盐介质中,通入氮气与其相互作用,氯化成TiClo图-液-气三相的传热和传质过程了业上,熔盐氯化法与镁电解生产联合,用废电解质和电解产生的氯沸腾氣化是MgCl电解的阳极Cl气电解质的组成根据熔盐的熔度、黏度、密度、表面张力与氯化率和速度的关系来确定
4.3 钛渣的熔盐氯化 熔盐氯化法是将磨细的钛渣和石油焦悬浮在熔盐介 质中,通入氯气与其相互作用,氯化成TiCl4。 工业上,熔盐氯化法与镁电解生产联合,用其废电 解质和电解产生的氯气。 电解质的组成根据熔盐的熔度、黏度、密度、表面张力 与氯化率和速度的关系来确定。 沸腾氯化是在流态化的状态下进行 氯化反应 沸腾氯化是MgCl2电解的阳极Cl2气 固-液-气三相的传热和传质过程
1. 熔盐的组成2.熔站体表面张力和粘度:3.物料粒度熔盐氯化影响因素4.还原剂的密度、润湿性和物理性质5.温度6.氮气浓度和流速7. 熔盐的更换周期
熔盐氯化 影响因素 1. 熔盐的组成 2. 熔盐体表面张力和粘度: 3. 物料粒度 4. 还原剂的密度、润湿性和物理性质 5. 温度 6. 氯气浓度和流速 7. 熔盐的更换周期
熔盐氯化的影响因素1.熔盐的组成:熔盐不只是氧化物氯化时的介质,而且是提高反应区氯浓度的有效催化剂。在KCl和NaCI熔盐中氯化,TiCl能与其生成熔盐中的给合物KTiCl和NaTiCl6,氯化速度快,而CaCl无此特性。高价FeCl,的存在,可使TiO,的氯化速度提高几倍。因为FeCl在过程中起着氯化剂和催化剂的作用,它把溶解度不大的气态氯传递给了TiO2:铁的低价氯化物首先与氯气反应变成4FeCl,+TiO,+C=TiCl,+4FeCl,+CO高价氯化物并转入熔盐中,这些高价2FeC1,+Cl,=2FeCl3氯化物本身就是很好的氯化剂
熔盐氯化的影响因素 1.熔盐的组成:熔盐不只是氧化物氯化时的介质,而且是提高 反应区氯浓度的有效催化剂。 在KCl和NaCl熔盐中氯化,TiCl4能与其生成熔盐中的络合 物K2TiCl6和Na2TiCl6 , 氯化速度快, 而CaCl2无此特性。 高价FeCl3的存在,可使TiO2的氯化速度提高几倍。因 为FeCl3在过程中起着氯化剂和催化剂的作用,它把溶解度不 大的气态氯传递给了TiO2: 铁的低价氯化物首 先与氯气反应变成 高价氯化物并转入 熔盐中,这些高价 氯化物本身就是很 好的氯化剂
熔盐氯化的影响因素供氯化用的最佳熔体组成(%)为:1.5~5Ti02.2~5C,15~25NaCl.30~40KCl, 10~20 MgCl2, CaCl,≤5~10,FeCl,+FeCl, ≤10~12,Si02 ≤3~6, Al,03 ≤3~6生产中可以利用钾了业中的度钾盐或镁电解的废电解质KCINaCl CaCl2 MgCl25~108~104~8%wt50~802.熔体表面张力和粘度:较小时,对钛物料颗粒泡湿性好对氣气的吸附能力强,氯化速度快。3.物料粒度:物料的粒度越小,表面积越大,有利于反应的进行,但粒度太细会增加炉料准备过程中的成本,同时进入收生的粉生量也增加
熔盐氯化的影响因素 供氯化用的最佳熔体组成(%)为:1.5~5 TiO2 , 2~5C, 15~25 NaCl, 30~40KCl, 10~20 MgCl2 , CaCl2≤5~10, FeCl2+FeCl3 ≤10~12, SiO2 ≤3~6, Al2O3 ≤3~6 生产中可以利用钾工业中的废钾盐或镁电解的废电解质 KCl NaCl CaCl2 MgCl2 %wt 50~80 5~10 8~10 4~8 2. 熔盐体表面张力和粘度:较小时,对钛物料颗粒润湿性好, 对氯气的吸附能力强,氯化速度快。 3.物料粒度:物料的粒度越小,表面积越大,有利于反应的 进行,但粒度太细会增加炉料准备过程中的成本,同时进入 收尘的粉尘量也增加
熔盐氯化的影响因素4.还原剂:在TiO氮化过程中,C起到还原剂和催化剂的双重作用:1碳粒表面吸附Cl分子生成活性Cl原子:C+2Cl,=C+4CICl原子参与TiO2的氯化反应:TiO,+C+4Cl-TiCl4+20+C③析出的原子态的O与C作用:20+C=CO2还原剂的选择木爱作熔盐氣化的还原剂效果不佳;石油焦挥发分高治金焦灰分多石墨放果好,价格贵最终选择沥青焦,沥音焦与石油焦和治金焦一样化学活性高,能很好的被熔盐润湿,含挥发分(≤0.8%)和灰分(≤0.3%)不高
熔盐氯化的影响因素 4. 还原剂: 在TiO2氯化过程中,C起到还原剂和催化剂的双重作用: ① 碳粒表面吸附Cl2分子生成活性Cl原子:C+2Cl2=C+4Cl ② Cl原子参与TiO2的氯化反应:TiO2+C+4Cl=TiCl4+2O+C ③ 析出的原子态的O与C作用:2O+C=CO2 还原剂的选择 • 木炭作熔盐氯化的还原剂效果不佳; • 石油焦挥发分高 • 冶金焦灰分多 • 石墨效果好,价格贵 • 最终选择沥青焦,沥青焦与石油焦和冶金焦一样化学活性高,能 很好的被熔盐润湿,含挥发分(≤ 0.8%) 和灰分(≤ 0.3%)不高