一种四氯化钛沉淀泥浆中钛回收方法技术

本发明专利技术系一种四氯化钛沉淀泥浆中钛的回收方法，工艺过程包括在四氯化钛沉淀泥浆中加入AlCl3，使其中的TiOCl2与AlCl3反应转化成TiCl4和AlOCl，TiCl4熔盐蒸发，熔盐与AlOCl分离，AlOCl转型再生AlCl3，TiCl4蒸气冷凝等步骤，具有钛元素回收率高，TiCl4回收成本低，环境友好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种四氯化钛沉淀泥浆中钛的回收方法。
技术介绍
富钛料氯化形成的炉气冷凝得到的TiCl4液体中会自然析出主要由TiOCl2组成的红色固体沉淀物，在氯化炉浓密机内形成所谓的四氯化钛沉淀泥浆。四氯化钛沉淀泥浆约占TiCl4液体总量的3-5wt%，沉淀泥浆中除含有55-65wt%的TiCl4,还含有33-43wt%的TiOCl2。为了回收沉淀泥浆中的TiCl4，生产企业和科研机构进行了大量的研究和尝试，其中包括沉淀泥浆返回到沸腾氯化炉、沉淀泥浆加入隔板收尘器内干燥、回转窑干燥、离心干燥、微波干燥、喷雾干燥、熔盐干燥等。四氯化钛沉淀泥浆导热性能差，与空气接触泥浆表面因TiCl4水解易形成由TiOCl2和TiO2组成的结壳，使得泥浆采用回转窑干燥、离心干燥等难以将其中的TiCl4挥发出来。泥浆加入氯化炉中虽然能回收部分四氯化钛，但泥浆加入后沸腾炉的炉况不稳定，严重影响富钛料氯化的正常进行。隔板收尘器中虽然温度高达400-500°C，但泥浆的比表面积小，泥浆加入后热交换时间短，泥浆中的TiCl4来不及挥发就堆积在收尘器的底部。实验证明，四氯化钛沉淀泥浆采用回转窑干燥或离心干燥也不成功。微波虽然能快速加热挥发泥浆中的TiCl4，但微波在四氯化钛沉淀泥浆中的穿透深度非常有限，从而限制了四氯化钛沉淀泥浆微波干燥的工业应用。喷雾干燥虽然能有效分离沉淀泥浆中的TiCl4，但泥浆喷雾干燥能耗高，干燥得到的TiCl4蒸气浓度低，冷凝回收困难。沉淀泥浆经熔盐干燥后虽然能回收其中游离的TiCl4，但以TiOCl2形式存在的钛却无法回收。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种四氯化钛沉淀泥浆中钛的回收方法。该方法不仅可分离出四氯化钛沉淀泥浆中游离的TiCl4,而且能回收沉淀泥浆中以TiOCl2形式存在的钛，提高钛的金属回收率，减少环境污染。本专利技术的技术方案是一种四氯化钛沉淀泥浆中钛的回收方法先将四氯化钛沉淀泥浆加热搅拌蒸发其中的TiCl4,然后将蒸发得到的TiOCl2残余物与AlCl3在熔盐中接触转型，使TiOCl2与AlCl3反应生成TiCl4蒸气和AWCl沉淀物，或先将四氯化钛沉淀泥浆与AlCl3接触转型，使泥浆中的TiOCl2与AlCl3反应转化成TiCl4和AlOCl，再加入熔盐搅拌蒸发其中的TiCl4。所述的TiCl4蒸发是指100 300°C搅拌0. 5-8小时，常压或减压蒸发泥浆中原有的TiCl4和/或TiOCl2与AlCl3反应产生的TiCl4,蒸发出来的TiCl4蒸气冷凝得液体TiCl4。蒸发出来的TiCl4蒸气经0 -15°c液体TiCl4喷淋捕集回收得液体TiCl4。TiOCl2与AlCl3接触转型生成TiCl4和AWCl时，按照化学反应计量数的0. 5 2. 5倍加入AlCl3,0 200°C搅拌0. 5-12小时。所述的熔盐是由LiN03、NaNO3> KNO3> LiNO2, NaNO2, KNO2, Mg (NO3) 2、Ca (NO3) 2、Ba(NO3)2、LiCl、NaCl、KCl、FeCl3、BaCl2, CaCl2, MgCl2, ZnCl2, MnCl2, BiCl3、SbCl3、NiCl2,CuCl2中的一种或几种组成的熔点不高于300°C的低熔点熔盐。待TiCl4蒸气挥发后再分离熔盐和AWCl ；将分离回收得到的熔盐返回循环使用，所述的分离熔盐和AWCl的方法包括采用沉降法，过滤法和溶解法中的一种或几种。所述的沉降法是通过沉降使熔盐和AWCl沉淀物分层；所述的过滤法是指泥浆中的TiCl4蒸发后趁热过滤，其中包括膜过滤、滤布过滤或离心过滤，分离熔盐和AWCl沉淀物；所述的溶解法是通过溶剂溶解和过滤使熔盐与AWCl沉淀物分离，所用的溶剂包括水或含1-3个C原子的低碳醇。所述的以水为溶剂的溶解法是指11(14蒸发后，按固液体积比1 1-15加水搅拌，调pH值1. 0 3. 0过滤，滤液再调pH值3. 0 9. 0，铝以Al (OH) 3沉淀析出后进行二次过滤，二次过滤得到的滤液冷却结晶或蒸发结晶，得到的晶体再经干燥脱水后返回循环使用；所述的以低碳醇为溶剂的溶解法是指泥浆中的钛以TiCl4B式蒸发后，按固液比1 0.15-15加入甲醇、乙醇及丙醇中的一种或几种组成的低碳醇，0-100°C搅拌使熔盐成分溶解，过滤，滤液蒸馏回收低碳醇，蒸馏残余物返回循环使用。得到的AWCl和/或Al (OH)3经转型得到再生AlCl3返回转型工序循环使用。所述的AWCl转型是指先将分离得到的AWCl和/或Al (OH)3加入盐酸使之转化成AlCl3溶液，再将AlCl3溶液浓缩、结晶、脱水得再生无水AlCl3,或将分离得到的AlOCl和/或Al (OH) 3用低碳醇蒸气和氯化氢组成的混合气体洗涤得再生无水A1C13。本专利技术与已有的技术相比具有以下优点及效果本专利技术的优势在于不仅能回收四氯化钛沉淀泥浆中游离的TiCl4,而且可回收沉淀泥浆中以TiOCl2形式存在的钛。工艺过程巧妙地利用TiOCl2液体与AlCl3液体反应生成TiCl4和A10C1，既可先将四氯化钛沉淀泥浆搅拌加热至TiOCl2熔化，使TiOCl2成为泥浆中TiCl4蒸发的分散介质和传热介质，以促进TiCl4的蒸发，再将蒸发得到的TiOCl2残余物与AlCl3接触在熔盐中转型、蒸发转型产生的TiCl4,也可先将AlCl3搅拌加入到四氯化钛沉淀泥浆中转型，再加入熔盐蒸发其中的TiCl4。通过本专利技术工艺的整体重新设计，各个步骤间的相互配合，因而可最大限度回收四氯化钛沉淀泥浆中的钛，提高资源利用率，减少环境污^fe O具体实施例方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步描述，以下实施例旨在说明本专利技术而不是对本专利技术的进一步限定。实施例1将含TiCl4 58. 26wt %的氯化炉浓密机沉淀泥浆500ml加入到2000ml的三颈烧瓶中，230°C搅拌2小时，蒸发泥浆中的TiCl4,蒸发出来的TiCl4蒸气用_5°C液体TiCl4喷淋回收，然后先按泥浆中TiOCl2转型反应所需AlCl3化学计量的1. 0倍，将AlCl3溶解到IOOOmlMg (NO3) 2熔体中，再将含AlCl3的熔体加入到TiCl4蒸发后的TiOCl2残余物中，160°C搅拌转型3小时，转型产生的TiCl4蒸发后，趁热过滤。滤液冷却得Mg(NO3)2固体，可返回循环使用；滤渣先加水溶解并控制PH值2. 5过滤，得含Ti < 0. 5wt%的滤渣和滤液，滤液加碱调pH值5. 2 二次过滤；二次过滤得到的滤渣加盐酸溶解，并控制pH值3. 0过滤，滤液蒸发、结晶、脱水得再生无水AlCl3。实施例2先将含TiCl4 63. 7Iwt %的氯化炉浓密机沉淀泥浆500ml加入到2000ml的三颈烧瓶中，再按泥浆中TiOCl2转型反应化学计量的1. 2倍加入AlCl3,室温搅拌转型8小时，然后加入由LiNOjP Mg (NO3)2组成的熔体500ml，180°C搅拌2. 5小时，蒸发其中的TiCl4,蒸发出来的TiCl4蒸气用-10°C液体TiCl4喷淋回收，蒸发残余物冷却后，按固液体积比1 3加入乙醇溶解其中的LiNO3和Mg(NO3)2，压滤得含Ti < 0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王学文，王明玉，向小艳，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：