S钛白粉的生产工艺,具有纯度高

中国站和淘宝网会员帐号体系、《服务条款》升级，完成后两边同时成功。 查看详情 氯化法钛白粉生产工艺四氯化钛(TiCl4)制备：将钛原料与烧结石油焦和预热后的氯气混合在800~l000℃的温度下进行反应(美礼联和英国的Tioxide，使用冶金焦和石油焦混合物)。 反应是在流态化床氯化器中进行的，是将预定粒度范围内的钛原料和焦碳直接加至床中。 氯化器通常用钢制成，衬有耐火材料并罩有外部水冷套。 高温下的氯气和四氯化钛极具腐蚀性，所以即便是采用优质耐火材料，其使用寿命也是相对有限的。

石油焦中碳的主要目的是将钛原料脱氧，使所含金属氯化。 只有在存在还原剂的条件下，才能氯化TiO2。 最初反应的热量来自于电加热，采用碳电阻块，但一旦开始后，氯化反应将放出足够的热量，无需进一步外部加热。 事实上，为了控制氯化温度，加入氯化器的焦和钛原料的量必须精确。 如果氯化器的温度太低，原料中的TiO2转化成TiCl4将不充分，而且未反应的氯气将通过氯化器。

如果温度太高，流态化床的材料将融化，氯化器将被 堵塞。

杜邦独有使用钛铁矿/白钛石混合原料的技术，其TiO2品位低达60%。 其他所有钛白生产商要求原料配料的品位为85%，这使他们的原料受到限制，只能使用金红石、人造金红石和/或从钛铁矿富集而来的钙、镁含量很低的钛渣。 {**}和MgO含量要求很低是因为这些物质在氯化温度下将形成液态氯化物，削弱流态化床的性能并可能堵塞出口管道。 钛原料中的氧化锰杂质也有同样的风险，尽管其程度要低一些。

氯化器释出的气流不仅含有TiCl4和碳氧化物，而且含有焦粉尘和各种由初始原料中杂质形成的氯化物，主要是FeCl3、SiCl4、ZrCl3、MnCl2、VOCl3。 在一些工厂，气流随后通过200℃的冷凝器除去大部分的FeCl3。 如果使用钛铁矿/白钛石用作初始原料，这一阶段将产生大量的FeCl32.冷凝与提纯（氯化法钛白粉生产工艺离开氯化器的气体，通过喷以预先液化的物质快速冷却并冷凝。 其目的是使温度降到接近于TiCl4的沸点温度～136℃。 在此温度下，FeCl2、MnCl2、CaCl2和MgCl2以固体物质形式分离出来，并能被除掉。

冷凝物主要是TiCl4仍含有杂质，这些杂质的沸点温度与TiCl4相似。 它们包括：SnCl4、SICl4、AsCl3、.AlC13和VOCl3。 .VOCl3常常通过与铜或矿物油复合分离出来。 另一种方法是用H2S在90℃时处理不纯的TiCl4，将VOCl3还原成VOCl2(其沸点相当高)，并以硫化物形式析出剩余的铁和钒。 A1C13通常被转化成一种沸点较高的复合盐，这样便易于分离了。 TiCl4在过滤掉残余物后，通过进一步精确控制的蒸馏最终提纯。 由于可以获得相对纯净的TiCl4，商业级TiCl4，产品纯度一般为98.5%。 微量杂质主要是COCl2、SiCl4和VOCl3。 3，氧化用空气和/或氧气氧化TiCh，产出纯TiO2和释出氯气。

低于600℃时，氧化反应的速度可以忽略不计，但高于此温度，反应速度将迅速提高。 一般采用的反应温度范围为1300~l800℃。 在将TiCl4氧化成适于钛白应用(其粒度控制非常严密)的TiO2产品还存在若干问题。 在反应温度下，氯气和四氯化钛都有极强的腐蚀性。

生产工艺

现代化的钛白厂使用的氧化器一般高度为10~15m，直径为4~9m。 氧化反应必须在气相中进行，而且是温度刚刚超过600℃。 因此，防止TiCl4冷凝到反应器壁上至关重要。

钛白粉纯度高

通常用较大的反应空间并在TiCl4入口周围连续不断地导入惰性氮气流，可以达到此目的。

生产钛白粉

在使用Kerr McGee技术的工厂中，氧化是在常压下进行的。 这要求使用专门的氯气压缩器，这是将氯气回收到氯化器中所必不可少的。

在使用由DuPont、Kronos和Millennium开发技术的工厂中，氧化约在4个大气压下进行。 氧气和TiCl4比氯气更易压缩，因此施压的反应物为将氯气回收到氯化器中提供了有效的能量。 通常Kerr McGee技术可以使钛白粒度分布很集中，但其它氯化法工艺通过对后处理段的精心设计弥补了其不足之处。 氧化反应放出的热不足以维持的反应温度，因此必须额外供热。

一种方法是TiCl4和混有少量蒸气的氧气/空气被分别加热到所需的温度，通过各自的输入口导入经预热的反应器。 另一种方法是通过燃烧一氧化碳产生热的CO2进行额外供热，这另需一单独的一氧化碳输入口。 第三种方法是氧气经电火花加热并用等离子火焰枪导入反应器。

生产的TiO2在高温下的停留时间必须非常短暂，否则，其粒子将长得很粗，因此，通过喷射液态和气态形式的冷冻。