PDF《“一步法” 铝粉除钒精制四氯化钛工艺》

! d o i :

1 0 .

3 9

6 9 / j . i s s n .

2 0

9 5 -

1 7

4 4 .

2 0

1 3 .

0 6 .

0 1

3 一步法 铝粉除钒精制四氯化钛工艺 刘水根

1 邓国珠

1 赵海涛

2 1 .

1 0

0 0

8 8

2 . +,-.( /0) 12#345

67 /0

0 6

3 3

0 5 0123456708679:%&

;

8 ?79:AB0C(DE 9:%&

FG8?75?7 &

'

()*T F

8 2

3 ;

T F

8 0

3 .

1 2 +,-./A +01*2

0 9

5 -

1 7

4 4 (

2 0

1 3 )

0 6 -

0 0

5 6 -

0 3 文23452

0 1

3 -

0 8 -

3 0 6789HIJ(

1 9

6 3 - ) KLMNIOPQRSTUV WXYZ[\]^_-`a 189:;

?@A 粗TiCl4中的钒杂质主要是以 V O C l 3形式存在, 使TiCl4呈黄色.除钒的目的, 不仅为了脱色, 更重要的是因 为VOCl3中含有氧原子,因此除钒的主要目的是为了除 氧. 目前工业生产中采用化学法除钒, 有铜丝、 铝粉、 硫化 氢和有机物四种方法. 铝粉除钒反应机理是 T i C l 4与铝粉在 A l C l 3催化的作 用下发生反应(

1 ) , 生成的

3 T i C l

3 A l C l

3 ( s ) 与VOCl3作用从 粗TiCl4中出去钒杂质.

3 T i C l

4 ( l ) + A l ( s ) =

3 T i C l

3 A l C l

3 ( s ) (1 )

3 V O C l

3 ( l ) +

3 T i C l

3 A l C l

3 ( s ) =

3 V O C l

2 ( s ) +

3 T i C l

4 ( l ) + A l C l

3 ( l ) (

2 ) 铝粉除钒过程中, 经过强还原剂 T i C l 3处理, 粗TiCl4中的许多杂质( 如钒、 锰、 铁、 铜、 锡、 铬等) 均被还原留在釜 中, 提高精四氯化钛的质量.由于蒸馏釜中有大量 A l C l

3 , 四氯化钛中 T i O C l

2 均被除去, T i O C l

2 + A l C l

3 = T i C l

4 + A l O C l , 精TiCl4中的氧含量降到

1 0

6 左右.蒸馏釜中有大量 A l C l

3 , T i C l 4中的有机物均被分解[

3 ] , 所以精四氯化钛中总 碳含量0 .

0 0

1 %,这是矿物油和植物油等有机物除钒不 可能达到的. 可见,铝粉除钒法可以获得低氧含量的高质量四氯 化钛,这种四氯化钛是制造低氧含量软海绵钛的优质原 料.乌克兰精四氯化钛标准如表

1 所示. : 1;

?@AB-C / % T i C l 4与铝粉反应必须要有 A l C l 3作催化剂才能反应 生成 T i C l

3 , 而纯 T i C l 3已有试验证明不能除钒( 即纯 T i C l

3 并不能将 V O C l 3还原为 V O C l

2 ) ,即只有与 A l C l 3化合的 T i C l

3 , 即3TiCl3・A l C l 3才具有除钒作用[

4 ] . 在除钒反应时, V O C l 3被3TiCl3AlCl3化合物中的 T i C l 3还原为 V O C l 2并沉积在

3 T i C l

3 A l C l 3化合物表面, 而其内部的 T i C l 3因被反应产物包裹而不能被利用, 这也 就是除钒反应时 T i C l 3必须大量过量的原因. DEFGHI

2 0

1 3 J K

3 LK

6 5 ./ ! #$%&

2 0

1 3 '

(

3 )*

6 + 在除钒反应时,部分

3 T i C l

3 A l C l 3化合物中 T i C l

3 被氧化为 T i C l

4 , 与其结合的 A l C l 3被释放出来, 并溶解 在TiCl4中成为游离的 A l C l

3 .溶解在 T i C l 4中的 A l C l

3 ( 称为游离 A l C l

3 ) 才对反应(

1 ) 具有催化作用, 而与 T i C l

3 相化合的 A l C l

3 ( 称为化合的 A l C l

3 ) 对反应(

1 ) 不具有催 化作用. 工业生产釜残渣液(

3 T i C l

3 A l C l

3 ) 命名为除钒剂

1 # , 工业生产釜残渣液经活性化处理使得活性釜残液(3TiCl3AlCl3)颗粒变细, 命名为除钒剂

2 # , 分别用于除钒 试验.除钒试验的操作过程: 在500mL烧瓶上安装回流 冷凝器, 在烧瓶中分别加入粗 T i C l