钛渣熔盐氯化过程熔盐成分合格率影响因素分析

格式：pdf
大小：247.42 KB
文档页数：4

下载文档原格式

/ 4

熔盐氯化渣的无害化处理及其机理研究（1）

报告正文（一）立项依据与研究内容1. 项目的立项依据金属钛具有密度小、比强度高、抗氧化、抗疲劳、耐腐蚀性等优点，是优秀的结构和功能材料，享有“全能金属”、“海洋金属”和“21世纪的金属”等美誉[]。

在国防、航空航天、航海、石油、化工、医疗、冶金等领域得以广泛的应用[]。

钛白粉是一种白色无机颜料，具有最佳的不透明性、最佳白度和光亮度和无毒等特性，被公认是目前世界上性能最好的白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业[]。

TiCl4是生产海绵钛和氯化法生产钛白的原料，也是制备钛酸酯和高纯TiO2超微粉的原料。

目前工业上生产TiCl4的方法有沸腾氯化和熔盐氯化两种[]：沸腾氯化：高钛渣与石油焦的混合料在沸腾炉中和Cl2气处于流态化的状态下进行氯化反应。

由于气体和固体处于激烈的相对运动中，传质、传热良好，大大强化生产，并且无制团、焦化工序，操作简单连续。

熔盐氯化：是将钛渣与石油焦悬浮在熔盐介质中，和Cl2气反应生成TiCl4。

熔盐氯化法具有以下的优点：（1）粉料入炉，对原料的粒度无苛刻要求。

较竖炉氯化和连续竖炉氯化，省去了制团和焦化工序，从而简化了炉料的准备工艺；（2）熔盐体中的剧烈搅拌，强化了固-液-气三相的传热和传质的过程，因而炉子的单位生产率高。

而且TiCl4泥浆易于返回氯化炉回收处理；（3）因为生成的几乎全是CO2，而CO含量少，炉气中浓度（分压）增高，有利于后续系统的冷却，冷凝过程；（4）较之其他几种方法，过程在较低温度下进行，炉气中铁、铝、硅的氯化物浓度低，有利于TiCl4的精制提纯；（5）因为主要生成CO2，而不是CO，即使漏入了空气，也没有爆炸危险性，生产比较安全；（6）最大的优点是对炉料的要求不苛刻，适宜处理高钙镁钛渣和TiO2品位较低的钛渣。

但熔盐氯化也存在一些缺点，主要是：（1）废熔盐量大（每生产1tTiCl4，约产生废熔盐100-200kg），它的处理比较困难，而且由于要经常排盐，会造成钛和碳的损失；（2）废熔盐不能处理而长期堆存，所含有害氯化物难免不造成环境污染；由于熔盐氯化法对原料的适应范围广，产品质量优异，生产的TiCl4占目前世界钛工业用量的40%左右。

熔盐电化学(1)详解

K Tc T
8-7
V 2/3
式中V为分子容积，Tc为临界温度，K为常数。表8-2列出了某些熔融盐的系数K值。图8－3示出了一些熔融盐的表面张力与温度的关系，随着温度的升高，表面张力的降低可能是由于各粒子间的距离增大，而相互间的作用力减弱。
阳离子
F
Li 0.40~ 0.58
Na 0.52
图8-1 某些氯化物的蒸汽压与温度的关系
熔融盐体系蒸汽压随液相组成的变化，一般说来表现为：增加液相中某组元的相对含量，会引起蒸气中该组元的相对含量的增加。此外，在蒸汽压曲线上具有最高点的体系，它在沸点曲线上具有最低点，反之亦然。
熔融盐体系一定组成时的逸度（蒸汽压）可以由各组元的蒸气压根据加和规则计算出来，但这只有当体系中各组元在固态时不形成化合物时才是正确的。熔体的组成相当于固态化合物的组成时，熔体结构具有较大的规律性，因此，键的强度也较大，这就使熔体的蒸气压比由加和规则计算出来的数值低些。
熔融盐溶液的密度通常用流体静力称量法（阿基米德法）和最大气泡压力法来测定。
纯熔融盐的密度与温度的关系一般可用下式表示：
式中
8-1
—t熔融0盐在t某 t一0 温度t时的密度；
t —熔点时的密度；
0 —与熔融t0 盐性质无关的系数
对大部分纯熔融盐来说，上式在其沸点度的关系不是呈
各类液体的粘度范围大致如下：
水（20℃）有机化合物熔融盐液态金属炉渣纯铁（1600℃）
1.0005cP 0.3～30 cP 0.01～104 P
0.5~5 cP 0.05～105 P
4.5 cP
测量熔盐粘度的方法主要为毛细管法和扭摆法。
熔融盐的粘度除与自身的本性有关外，还与温度有密切的关系，图8-2是NaCl-AlCl3混合熔体的粘度随温度的变化。粘度与温度的关系一般可表示为：

熔盐合成法评价

熔盐合成法评价201430250221 14材工2 苏锦麟实例：利用熔盐法制备CaZrO3粉体传统CaZrO3制备方法存在原料价格较贵、工艺过程负杂、能耗较大和产率低等缺点。

近年来，一种低温、经济的合成方法——熔盐合成法引起了人们的兴趣。

改法利用氧化物在熔盐里有一定溶解度，可使反应物在分子、原子级别上均匀混合，从而实现复合氧化物粉体的低温合成。

合成的粉体由于分散在熔盐里，有效避免了粉体之间的团聚和烧结，可得到高活性、高分散性的粉体材料。

以碳酸钙和氧化锆为原料，利用无水氯化钙在高温液相条件下对碳酸钙良好的溶解性，进行锆酸钙制备研究，具有工艺可调、成本低等优点。

可见，熔盐合成法具有多种优点，主要可分为以下三个方面：1、可以明显地降低合成温度和缩短反应时间。

这可以归结为盐的熔体的形成使反应成分在液相中的流动性增强，扩散速率显著提高。

同时由于熔盐贯穿在生成的粉体颗粒之间，阻止颗粒之间的相互连结，因此，熔盐法制得的粉体无团聚，或仅有弱团聚。

2、可以更容易地控制粉体颗粒的形状和尺寸。

这种性质同反应物与盐的熔体之间的表面能和界面能有关，由于表面能和界面能有减小的趋势，最终导致熔盐法合成的粉体具有特定的形貌。

控制熔盐法所合成的粉体形状的因素包括所用的盐的种类和含量，反应温度和时间，起始氧化物的粉末特征等。

3、熔盐法的反应过程以及随后的清洗过程中，也有利于杂质的消除，形成高纯的反应产物。

因此，有人认为熔盐法是合成高纯的符合化学计量比的多组分氧化物粉体最简单的方法。

与其他方法相比，熔盐法还具有工艺简单，操作方便，反应温度易于控制等优点。

熔盐合成法存在的问题：熔盐法制备氧化物陶瓷已经取得了令人瞩目的成就，但许多方面的研究还不充分。

如对熔盐法的合成机理研究较少，合成热力学和动力学没有深入研究，影响合成产物掺杂的均匀性和形貌的关键因素尚不清楚等。

此外，有些熔盐具有毒性，其挥发物也可能腐蚀或污染炉体，从节能和环保角度出发，尚有这方面的课题亟待解决。

熔盐氯化反应机理的研究

要成分：水溶物中是以ＣＣ，ｇ１、Ｍｎ１、ＮＣａ１、ＭＣ，Ｃ，ａ１
熔盐氯化炉收尘器排出氯化渣的平均成分见表２由表２可以看出，在氯化系统中２、４收尘。３、器内ＦＣＡＣ，ＳＯｅ１、１１、ｉ含量趋势基本相同，按收尘
ＦＣ１１ｅ１、ＡＣ能发生如下反应：
ＮａＣ１＋ＦＣ１—｝ＦＣｌｅ３Ｎａｅ４ＮａＣＩ＋Ａ１３ＮａＣｌＣ１Ａｌ４
组分
含量
组分
含量
水不溶物其中：ＺＴＯｉ２
ＶＣ
３．２３１１３．３
１３．７４．１５
熔盐氯化生成的氯化物一部分随废熔盐排出，另一部分随炉气中的四氯化钛进入收尘器。在熔盐氯化
实践中经常出现的氯化收尘渣挂壁、出“ 盐 ” 现稀的
ＦＣ因在这三级中温度控制在１０～５Ｃ之间，ｅ１。６４０ｏ沸点低于此温度的氯化物原则上应该被冷却絮凝沉降分离出来，这也是传统的高钛渣氯化技术气固分离的理论基础。由于炉气的流速、收尘器的结构等
因素使冷却结晶出来的氯化物颗粒很细，有少部分
象和收尘渣中ＳＯ、ＮＣ含量高等问题，不完全遵ｉａ１循传统的氯化理论，实践要求我们重新认识熔盐氯
化的反应机理和收尘技术理论。析

熔盐氯化生产工艺及现实意义

熔盐氯化生产工艺及现实意义安建国【摘要】本文对熔盐氯化工艺原理、工艺过程及工艺特点进行了详细的描述,分析了氯化反应过程及熔盐氯化炉内热量情况,指出熔盐氯化技术在我国钛工业未来发展中的重要性.【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】2页(P29,32)【关键词】四氯化钛;熔盐氯化;工艺【作者】安建国【作者单位】贵阳铝镁设计研究院有限公司,贵州贵阳550081【正文语种】中文【中图分类】TF823四氯化钛作为生产海绵钛、钛白粉及三氯化钛的中间产品，其制取方法很多，目前工业生产中主要采用沸腾氯化法和熔盐氯化法两种方法生产四氯化钛。

沸腾氯化法主要适用于含钙、镁低的富态料和金红石生产四氯化钛，熔盐氯化法除适用于富态料和金红石外，还可适用于含高钙镁钛渣生产四氯化钛。

我国钛资源丰富，但钛矿的普遍特征是Ca、Mg含量高，随着湖南和两广高品味钛矿资源的枯竭，采用熔盐氯化法生产四氯化钛是最好的工艺选择。

熔盐氯化生产主要原料为：钛渣、还原剂（焦炭）、熔盐（氯化钠）、氯气、阳极氯气。

其生产工艺过程为：钛渣、还原剂（焦炭）经磨细处理后存入炉前料仓待生产用，氯化炉气动升温后加入熔盐介质，在炉内温度达到一定条件后通过加料器将钛渣和焦炭连续加入氯化炉内熔盐表面，阳极氯气和蒸发氯气混合物的按照一定的压力从氯化炉底部氯气喷枪和分布器进入氯化炉内，氯气被分散为细小气泡并逐渐从熔盐底部上升到熔体的表面，钛渣、石油焦在表面张力的作用下吸附在气泡上均匀分布在熔体中，使各种物料之间得到良好的接触，为产生的化学反应创造了条件。

氯化反应生成的含四氯化钛气体从熔盐氯化炉气体出口排除进入后续收尘冷凝系统。

由于氯气和炉料的连续加入，熔盐在氯化炉中积聚，随着二氧化钛的消耗，熔盐中碳和其他不溶成分含量超过20%会导致熔盐粘度增大。

为了维持熔盐液面恒定和控制熔盐中不溶介质的比例，需要周期性排废盐并连续加入炉料补充熔盐。

氯化基础知识培训ppt课件

4.1 钛的重要化合物的性质
❖ 4.1.1钛的氧化物 ❖ 1）二氧化钛（TiO2）
TiO2 是一种多晶型氧化物，它有三种晶型：锐钛矿型、板钛矿型和金红石型。TiO2 的热稳定性较大，加热至2200℃以上时，才会部分热分解放出O2并生成Ti3O5，进一步加热转变成Ti2O3。 ❖ TiO2 中O-Ti 键结合力很强，因而TiO2 具有较稳定的化学性质。TiO2实际上不溶于水和稀酸，在加热条件下能溶于浓H2SO4、浓 HCl和浓HNO3，也可溶于HF中。在酸性溶液
❖ 钛氧化物性质都比较稳定，任何一种还原剂，即使它能够克服氧对TiO2、Ti3O5、Ti2O3 甚至TiO的亲和力（吉布斯自由能更低），但是由于溶解在金属钛相中的氧（即Ti-O 固溶体）的亲和力，仍然不能将纯钛还原出来。因此，那种不考虑溶液相而简略的进行热力学计算分析，结果经常是失败的或者达不到预期，还原反应的实际完成程度会比计算所预料的要小。因此氯化工艺就成为了二氧化钛氯化的主要角色。
在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确
❖ 2）五氧化三钛（Ti3O5） ❖ 在1200~1400℃温度下，用C 还原TiO2，
或是在1400~1450℃下加热TiO+TiO2 或Ti2O3的混合物均可得到Ti3O5。具有实际意义的是，在电炉中用C 还原熔炼钛铁精矿制钛渣时，以Ti3O5为基体的黑钛石是钛渣中的一种重要成份。 ❖ 3）三氧化二钛（Ti2O3） ❖ Ti2O3可在1100~1200℃下用H2 还原TiO2 ，或在1350~1400℃下用C 还原TiO2 制得。
❖ TiCl4 与O2（或空气中的O2）在高温下反应生成TiO2：

高温熔融盐法炼钛的工艺

技术创新
高温熔融盐法炼钛工艺具有技术创新性，能够推动相关产业
的技术进步和产业升级。
经济性评价
投资回报率
01
高温熔融盐法炼钛工艺的投资回报率较高，能够在较短时间内
实现盈利。
市场竞争
02
高温熔融盐法炼钛产品在市场上具有较强的竞争力，能够获得
较高的市场份额。
可持续发展
Hale Waihona Puke 03高温熔融盐法炼钛工艺具有可持续发展的特点，能够实现资源
反应时间的确定
总结词
反应时间的长短对高温熔融盐法炼钛过程的影响显著，它决定了反应的充分性和产物的纯度。
详细描述
在高温熔融盐法炼钛过程中，反应时间的长短直接影响到反应的进行程度和产物的纯度。较短的反应时间可能导致反应不充分，降低钛的提取率；而较长的反应时间可能导致过度反应和产物的分解，同样降低钛的提取率。因此，需要根据实际情况选择合适的反应时间，以保证反应的充分性和产物的纯度
高温熔融盐法炼钛需要专业的操作人员和技术支持，这些人力成本也是总成本的一部分。
效益分析
产品品质
高温熔融盐法炼钛能够生产出高品质的钛产品，具有较高的
附加值和市场竞争力。
生产效率
高温熔融盐法炼钛工艺具有较高的生产效率，能够实现大规模、连续化的生产。
资源利用
高温熔融盐法炼钛能够充分利用原材料和能源，降低资源浪费和环境污染。
产品检测
对精制后的钛进行化学成分、物理性能等方面的检测，确保产品质量符合标准要求。
04
高温熔融盐法炼钛的工艺参数与控制
温度的控制
总结词
温度是高温熔融盐法炼钛过程中的重要参数，它直接影响着反应速率和产品的纯度。

第八章熔盐电解

⑵极化率极化作用的大小可用偶极矩来表示，即正负电荷间的中心距离与电荷量之乘
积： qdE
式中：E —电场强度
—极化率，表示电场为强1时度的偶极矩。 qd
EE 对于离子间的极化而言，
E q r2
qd dr 2 E
α的物理意义：在相邻异号离子所产生的静电场作用下，研究离子电子云层发生变形倾向的大小。 ⑶极化力该离子本身产生的静电场，使相邻异号离子的电子云层发生变形的能力。显然，在离子晶体中，每一种离子都具有两种特性：极化率与极化力。这两种特性都是离子间静电作用的结果，所以与离子半径及离子所带的电量有
例如，Al电解：Al2O3为原料， Al2O3溶于冰晶石Na3AlF6—AlF3作电解质。 RE电解：RE2O3为原料，RE2O3溶于REF3—LiF(BaF2) 作电解质。 Ta电解：Ta2O5为原料，Ta2O5溶于KTaF6—NaCl—KCl作电解质。
3、氟络盐电解以金属的氟络盐为原料，金属的氟络盐溶解于碱金属卤化物作电解质进行电解。
例如，Zr电解：K2ZrF6为原料，K2ZrF6—NaCl(KCl)为电解质。（Zr是战略物资，用于核工业、原子能反应堆）。
8.2 熔盐电解时对电解质的要求
为了保证熔盐电解过程能顺利进行，在阴极获得合格的阴极产品，并尽可能地提高电解的技术经济指标（高的电流效率、低的能耗、低的原材料消耗）及设备指标（低成本、高的经济效益），选择价廉易得，并具有理想的物理、化学性质的电解质是十分重要的。为了实现熔盐电解的目的，保证过程途径的畅通，获得高的经济效益，电解质应具备以下几个方面的要求： 1、含杂量低（纯度高） ⑴尤其是正电性杂质阳离子含量尽可能低； ⑵有害阴离子含量要低，如SO42—→S →MS 以保证阴极产物的纯度。 2、低的熔点 ⑴可使电耗降低 ⑵可减弱电解质与阴极产物的相互作用 ⑶电解温度一般应比电解质熔点高50～200℃，T↓，设备材质的选择容易，

熔盐氯化法制备粗TiCl4过程热平衡控制研究

doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2019.05.006熔盐氯化法制备粗TiCl4过程热平衡控制研究李亮1,2，贾要强1,2，朱福兴1,3，邓攀2，李开华1，刘大春2（1.攀钢集团研究院有限公司，四川攀枝花617000；2.昆明理工大学真空冶金国家工程实验室，昆明650093；3.成都理工大学材料与化学化工学院，成都610059)摘要：对TiO2品位为74%的高钙镁钛渣物相组成及氯化行为、熔盐氯化生产粗四氯化钛过程的熔盐温度控制进行了分析。

结果表明，在粗四氯化钛单炉产量为100 t/d的条件下，通过合理调节返炉矿浆量，可将钛渣氯化过程的熔盐温度与混合炉气温度分别稳定控制在740~770 ℃与350~501 ℃，并产出平均固相含量4.06~4.1 g/L的合格粗TiCl4产品。

关键词：高钙镁钛渣；加碳氯化；熔盐；粗四氯化钛中图分类号：TF823，TF803 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2019）05-0000-00 Analysis on Thermal Equilibrium of Crude TiCl4 Preparation by Carbochlorinationin Molten SaltLI Liang1,2, JIA Yao-qiang1,2, ZHU Fu-xing1,3, DENG Pan2, LI Kai-hua1, LIU Da-chun2(1. Pangang Group Research Institute Co. Ltd., Panzhihua 617000, Sichuan, China;2. National Engineering Laboratory for Vacuum Metallurgy, Kunming University of Science and Technology, Kunming650093, China;3. College of Materials and Chemistry & Chemical Engineering, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059,China)Abstract：Phase structural and chlorination behavior of titanium slag bearing high calcium and magnesium with TiO2 grade of 74%, and thermal equilibrium of crude TiCl4 preparation from titanium slag were investigated. The results show that temperature of molten salts and mixed furnace can be controlled at 740~770 ℃ and 350~501 ℃ respectively, through reasonable adjustment of volume of mud return amount when crude titanium tetrachloride output is 100 t/d. Crude TiCl4 with average solid content of 4.06~4.1 g/L is obtained.Key words：titanium slag bearing high calcium and magnesium; carbochlorination; molten salt; crude titanium tetrachloride我国攀西地区蕴藏着极其丰富的钛资源[1-2]，利用攀枝花丰富的钛资源生产优质四氯化钛（TiCl4）作为钛白、海绵钛生产的原料已经成为攀西钛资源高效利用的必然选择[3-5]。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

２０１６年第２期　轻金属　·４７·　·镁钛工业硅·　

钛渣熔盐氯化过程熔盐成分合格率影响因素分析　李亮　，李开华　，苗庆东　，徐宗宝　，陈爱祥　，夏建辉　（１．攀钢集团研究院有限公司，钒钛资源综合利用国家重点实验室，四川攀枝花６１７０００；　２．攀钢集团钛业有限责任公司，四川攀枝花６１７０００）　

摘要：对高钙镘钛滏熔盐氯化过程中的熔盐成分控制现状进行了统计分析，并结合实际生产过程中的进料与配料稳　定性、熔盐温度控制、氯气浓度生产负荷展开了对比分析，考察各因素对熔盐成分控制的影响。结果表明：降低配料过　程中的偏差、控制熔盐温度为７６０～７８０℃、适当提高氯化炉产量有助于熔盐成分中ＴｉＯ２与ｃ含量合格率的提升；当混　合氯气的浓度大于７８％时，氯气浓度对熔盐成分中ＴｉＯ２与Ｃ含量的合格率影响较小。　关键词：钛渣；熔盐氯化；影响因素　中图分类号：ＴＦ８２３文献标识码：Ａ文章编号：１００２—１７５２（２０１６）０２—００４７—４　ＤＯＩ：１０．１３６６２／ｊ．ｅｎｋｉ．ｑｊｓ．２０１６．０２．０１１　

Ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｍｏｌｔｅｎ　ｓａｌｔ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｓｌａｇ　Ｌｉ　Ｌｉａｎｇ　，Ｌｉ　Ｋａｉｈｕａ　，Ｍｉａｏ　Ｑｉｎｇｄｏｎｇ　，Ｘｕ　Ｚｏｎｇｂａｏ　，Ｃｈｅｎ　Ａｉｘｉａｎｇ　ａｎｄ　Ｘｉａ　Ｊｉａｎｈｕｉ　（１．Ｐａｎｇａｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｖａｎａｄｉｕｍ　ａｎｄ　Ｔｉｔａｎｉｕｍ　Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，Ｐａｎｚｈｉｈｕａ　６１７０００，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｐａｎｇａｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　Ｔｉｔａｎｉｕｍ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｐａｎｚｈｉｈｕａ　６１７０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｏｌｔｅｎ　ｓａｌｔ，ｗｈｉｃｈ　ｗａｆｔ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｃａｌｃｉｕｍ　ｍａｇｎｅｓｉｕｍ　ｔｉｔａｎｉ－　ａｍ　ｓｌａｇ　ｍｏｌｔｅｎ　ｓａｌｔ　ｃｈｌｏｒｉｄｅ，ｈａｄ　ｂｅｅｎ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｆｅｅｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｍｏｌｔｅｎ　ｓａｌｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ，ａｎｄ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｈｌｏｒｉｎｅ　ｇａｓ　ｏｎ　ｍｏｌｔｅｎ　ｓａｌｔ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍｏｈｅｎ　ｓａｌｔ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｒｏｓｅ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｏｆ　ｄｅｖｉ—　ａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｂａｔｃｈｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｉｔ　ｃｏｕｌｄ　ｈｅｌｐ　ｔｈｅ　ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ａｓｃｅｎｓｉｏｎ　ｏｆ　ＴｉＯ２　ａｎｄ　Ｃ　ｉｎ　ｍｏｌｔｅｎ　ｓａｌｔ　ｗｈｅｎ　ｃｈｌｏｒｉｄｅ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｙｉｅｌｄ　Ｗａｓ　ｒｉｓｅｎ　ａｔ　７６０—　７８０￣Ｃ．Ｔｈｅ　ｍｉｘｔｕｒｅ　ｃｈｌｏｒｉｎｅ　ｇａｓ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｈａｄ　ｌｅｓｓ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｎ　ｑｕａｌｉｆｉｅｄ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ＴｉＯ２　ａｎｄ　Ｃ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｍｏｌｔｅｎ　ｓａｌｔ　ｗｈｅｎ　ｉｔ　ｗａｓ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　７８％．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｓｌａｇ；ｍｏｌｔｅｎ　ｓａｌｔ　ｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎ；ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　

我国攀西地区蕴藏着丰富的钛资源，其中以二　氧化钛计的钛资源为６．１８亿ｔ，占全国储量的　９０．５４％，占世界的３５．１７％。熔盐氯化法是处理高　钙镁钛渣的有效方法，所得产品为ＴｉＣ１　，主要用于　生产海绵钛¨　；熔盐氯化法工艺生产的目标是使　钛渣中的ＴｉＯ　最大限度氯化，熔盐氯化炉中反应温　度、氯化物的活性、还原剂配比、熔盐物理性质和组　成等均会对钛渣的氯化带来影响　Ｊ。为考察熔盐　氯化炉炉况和钛渣氯化效果的好坏，实际生产中常　通过熔盐成分来判断，尤其对ＴｉＯ　与Ｃ含量进行重　点监控，并根据其含量调节配加料量、熔盐温度等工　艺控制参数。国内某厂熔盐氯化炉运行期间频繁出　现熔盐成分中ＴｉＯ　与ｃ含量合格率偏低、熔盐成分　控制不稳定、炉子调节困难等现象。为了摸清导致　ＴｉＯ：与ｃ含量合格率偏低的原因以及寻找提高熔　盐钛碳合格率的措施，开展提高熔盐钛碳合格率的　分析工作具有重要的生产指导意义。　

１　生产现状分析　为保证熔盐氯化过程顺利进行，钛渣中杂质元　素氯化率应控制在合理范围内，若熔盐中ｃ含量低　于１．８％、ＴｉＯ　含量低于１％时，反应物成分的降低　将制约氯化反应。目前实际生产过程中要求熔盐中　ＴｉＯ　含量控制在２％一５％之间、Ｃ含量控制在３％　

一５％之间。而实际生产过程中氯化炉熔盐ＴｉＯ　含　量＞５％的比例达到４１．９％，Ｃ含量＜３％的比例达　到３１．１％。表１为钛渣熔盐氯化炉熔盐中钛、碳合　格比例统计结果：　

基金项目：国家国际科技合作项目（高品质海绵钛产业化技术研究，课题编号：０１０２０１０ＤＦＢ７３１７０）　作者简介：李亮（１９８６一），男，工程师。　收稿日期：２０１５—１０—２０　．４８．　李亮等：钛渣熔盐氯化过程熔盐成分合格率影响因素分析　２０１６年第２期　表１　熔盐氯化炉熔盐中钛、碳合格比例统计　

由表１结果可知：在４～６月运行期间，熔盐中　钛碳同时合格比例熔盐中ＴｉＯ：合格比例呈上升趋　势且升幅明显，其值由４月的３６．４５％上升至６月　的６７．３４％；Ｃ合格比例目前基本维持在７１．５％左　右。但钛、碳同时合格比例最高仅为５０．７５％，其值　

受ＴｉＯ　合格比例影响较大，随熔盐中ＴｉＯ：合格率　的上升而升高。　表２为钛渣熔盐氯化炉熔盐中钛、碳不合格比　例统计结果：　

表２氯化炉熔盐中钛、碳不合格比例统计　

由表２结果可知：生产过程中ＴｉＯ：的含量超出　要求控制范围上限（５％）的比例高于控制下限的比　例，但Ｃ超出要求控制范围上限（５％）与下限（３％）　的总体比例相当。　

２　熔盐成分波动影响因素分析　２．１进料与配料稳定性的影响　稳定熔盐氯化炉配料需做到炉顶料仓下料均　匀、皮带秤计量准确、炉顶料仓下料顺畅、链运机和　加料螺旋运转稳定。任何一个环节出现问题都会使　原料加人量与氯气通入量不匹配，导致熔盐成分偏　低或偏高，甚至长时间波动变化。表３为熔盐中　ＴｉＯ：与ｃ合格比例为５０．７５％的６月份对应的熔盐　氯化炉钛渣、石油焦下料偏差统计结果：　

表３熔盐氯化炉钛渣、石油焦下料偏差统计　由表３结果可知：钛渣、石油焦下料均存在程序　设定值与实际下料值之间的偏差，且正负偏差的比　例均超过了３３％，其中钛渣的下料负偏差尤为突　出，负偏差范围为一１０１．５％～０％；钛渣、石油焦下　料的负偏差比例较大。钛渣与石油焦无偏差下料比　例分别为２７．１７％与２４．２％。　表４为不同情况引起钛渣下料偏差的原因统　计：　

表４熔盐氯化炉钛渣下料偏差统计　

由表４结果可知：氯化炉下料系统常出现下料　不畅、料仓积料停皮带秤、链运机调停、螺旋链条故　障以及传感器故障等，而故障发生时均对钛渣存在　实际下料与设定下料的负偏差现象。　２０１６年第２期　轻金属　·４９·　此外，受雨季空气潮湿和熔盐氯化炉低负荷运　行时料仓不易形成料封的影响，物料容易在炉顶料　仓内挂壁不下料，每次清理料仓挂壁料需１０—２０分　钟，严重的可能会延长至１小时，过于频繁和长时间　地停止进料，造成炉内ＴｉＯ　和ｃ含量偏低。　

２．２熔盐温度控制的影响　熔盐氯化过程中熔盐温度是直接反应氯化过程　进行好坏的的重要过程参数，当进料稳定时，熔盐温　度控制的高低将直接引起入炉物料及熔盐中ＴｉＯ：、　ｃ含量的变化。生产过程中的熔盐温度主要是靠物　料反应放热量与返炉矿浆吸热量的合理配比才能维　持在控制在要求范围，目前熔盐氯化的温度要求控　制范围７４０～７８０℃之间。表５为熔盐平均温度与　钛碳同时合格率统计：　

表５熔盐平均温度与钛碳同时合格率统计　

由表５可知：熔盐中ＴｉＯ　、Ｃ控制的同时合格比　例随熔盐平均温度的降低而升高，当熔盐平均温度　为７５５￣Ｃ时，钛碳同时合格率达相对较高。　

由熔盐成分现状分析可知，要提高钛碳同时合　格率需重点提高熔盐成分中ＴｉＯ：合格比例。为进　

一步分析熔盐温度对熔盐中钛、碳含量的影响，分别　对熔盐钛碳同时合格率最高与最低月份的熔盐温度　进行统计对比分析。图１为熔盐氯化炉４月、６月　熔盐温度统计：　

图１　熔盐氯化炉熔盐温度统计　由图ｌ统计结果可知：４月份熔盐温度控制普　遍高于６月熔盐温度。其中４月份熔盐温度实际波　动范围为７４４～８１０℃，全月平均熔盐温度为７６４￣Ｃ；　在统计的７３４例数据中，１８５例熔盐温度大于　７８０　，所占比例为２５．２％；５１４例熔盐温度介于　７６０～７８０℃之间，所占比例为７０．３％。熔盐成分中　的ＴｉＯ　含量比例分布与熔盐温度比例分布统计归　于表６：　

表６熔盐温度与ＴｉＯ：含量比例分布　

由表６结果可知：熔盐中ＴｉＯ：含量合格比例与　熔盐温度为７６０～７８０ｑＣ的比例相当，且熔盐温度越　高，ＴｉＯ　含量越低。４月份熔盐成分中ＴｉＯ　合格比　例为６８．１３％，熔盐温度为７６０—７８０￣Ｃ的比例为　７０．３％，基本持平。６月份也有类似结果。当熔盐　温度＞７８０℃的比例降低时，熔盐中ＴｉＯ　＜２％的比　例相应降低；熔盐温度＜７６０ｏＣ的比例增加时，熔盐　中ＴｉＯ　＞５％的比例相应增加。因此，就氯化炉目　前炉况而言，稳定控制熔盐温度是控制熔盐成分中　ＴｉＯ　含量合格的有效手段；若需控制熔盐成分中较　

高的ＴｉＯ　合格比例，需稳定控制熔盐温度在７６０—　７８０ｏＣ之间。　２．３氯气浓度的影响　为考察氯气对熔盐成分可能带来的影响，对熔　盐中钛碳合格率较高与较低情况下的生产数据进行　对比统计分析。　由表７对比统计分析可知：熔盐中钛碳合格率　较高时，熔盐中ＴｉＯ　含量波动范围为１．７３％一　５．５４％，Ｃ含量波动范围为１．８％一４．７８％，ＴｉＯ２与　Ｃ含量波动范围均较小。　

啪　啪　瑚ｍ　啪ｍ