论文部分内容阅读
钛是一种重要的战略资源，我国钛资源总体是比较丰富的，但海绵钛的整体生产能力是很低的，远远不能满足国民经济发展的需求，而且攀钢每年产生三多百万吨高炉渣占地堆放，已经成为严重的环境问题。因此，加快海绵钛工业生产的同时高炉渣中钛资源的综合利用也是目前亟待解决的问题。 攀钢高炉渣中钛元素分布分散，矿相复杂，难以直接回收。另外还有钙、镁含量高的特点，沸腾氯化过程中会存在严重的物料粘结问题。因此，本论文以钛选择性富集的改性含钛高炉渣（含TiO232％左右）为原料，采用熔盐氯化的方法制取四氯化钛。 热力学分析表明，在熔盐氯化实验温度(750-1000℃)范围内，有碳存在的情况下，改性钛渣中主要元素的氧化物TiO2、CaO、MgO、FeO、Al2O3与氯气反应的△G°值都小于零，表明它们的氯化反应都是可以进行的。根据这些反应△G°绝对值的大小，氯化趋势由大到小依次为:CaO＞MgO＞TiO2＞Al2O3＞SiO2。由于所用的是熔融盐系，因此优先氯化所生成的氯化钙和氯化镁不会产生粘结现象，这是熔盐氯化的一大优点。 探讨了影响氯化过程的实验因素。主要从反应温度、氯气流量、时间、配碳量、盐渣比、初始盐系组成五个方面进行研究。结果表明，在反应时间一定时，随着实验温度的提高，配碳量及氯气流量的增加，钛的氯化率均会有一定程度的提高，而初始盐系组成对氯化率基本没有影响。在保证氯化率的基础上，确定的较佳工艺条件为:温度850℃，氯气流量50ml/min，碳过量10％，初始盐系钠钾盐质量比为9∶1，盐渣质量比为5∶1，氯化90min，氯化率可达90％左右。 随着氯化反应的进行，不断有新生成的CaCl2和MgCl2进入熔盐体系，熔盐组分会发生改变，导致体系的理化性质也发生变化。讨论了不同组分熔盐体系的理化性质，及其对氯化过程的影响。结果表明:在熔盐体系性能未发生恶化前，CaCl2和MgCl2含量的适当增加不会对氯化产生不利影响。由此论证了自生盐系利用的可行性，在降低耗盐量的同时，也有利于钙、镁的合理利用。