熔鹽氯化工藝

1、一、熔鹽氯化工藝的發(fā)展一、熔鹽氯化工藝的發(fā)展二、熔鹽氯化基本原理二、熔鹽氯化基本原理三、錦鈦熔鹽氯化工藝原料要求三、錦鈦熔鹽氯化工藝原料要求四、錦鈦熔鹽氯化爐設(shè)備特點(diǎn)四、錦鈦熔鹽氯化爐設(shè)備特點(diǎn)五、錦鈦熔鹽氯化主要工藝操作參數(shù)五、錦鈦熔鹽氯化主要工藝操作參數(shù)六、錦鈦熔鹽氯化技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析六、錦鈦熔鹽氯化技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析熔鹽氯化工藝的發(fā)展熔鹽氯化工藝的發(fā)展& 前蘇聯(lián)上世紀(jì)六十年代研制成功熔鹽氯化制取前蘇聯(lián)上世紀(jì)六十年代研制成功熔鹽氯化制取TiCl4工工藝，投入工業(yè)化生產(chǎn)以來，用其生產(chǎn)的藝，投入工業(yè)化生產(chǎn)以來，用其生產(chǎn)的TiCl4總量占所總量占所有產(chǎn)量的有產(chǎn)量的80%。& 我國從我

2、國從1972年開始研究熔鹽氯化工藝，并在技術(shù)經(jīng)濟(jì)年開始研究熔鹽氯化工藝，并在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上取得了較好的效果，但始終未能大型化。指標(biāo)上取得了較好的效果，但始終未能大型化。& 上世紀(jì)九十年代初，為了配合錦州鐵合金萬噸級氯化上世紀(jì)九十年代初，為了配合錦州鐵合金萬噸級氯化法鈦白項(xiàng)目的建設(shè)，經(jīng)過反復(fù)研究和計(jì)算，使國內(nèi)熔法鈦白項(xiàng)目的建設(shè)，經(jīng)過反復(fù)研究和計(jì)算，使國內(nèi)熔鹽氯化工藝實(shí)現(xiàn)大型化，并一躍使我國氯化爐進(jìn)入大鹽氯化工藝實(shí)現(xiàn)大型化，并一躍使我國氯化爐進(jìn)入大型化行列。型化行列。氯化基本原理o TiO2-Cl2直接氯化反應(yīng)：直接氯化反應(yīng)：2422 2OTiClClTiO+)1940409(58-184

3、300KTGT=)(1-5 . 05 . 0224ClOTiClTTpppRTGG+=，反應(yīng)無法自發(fā)進(jìn)行。0TG氯化基本原理o 加碳氯化反應(yīng)：加碳氯化反應(yīng)：o 通常情況下，配碳比為通常情況下，配碳比為C:TiO2=2025%。)1940409(85-000102-2)1940409(226-48000-2222422422KTGCOTiClClCTiOKTGCOTiClClCTiOTT=+=+=+=+，反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行。0MgOMnOCaOMgOMnOFeFe2 2O O3 3FeOFeOTiOTiO2 2AlAl2 2OO3 3SiOSiO2 2熔鹽氯化工藝流程熔鹽氯化工藝流程熔鹽氯化工藝流程

4、熔鹽氯化工藝流程收沉渣收沉渣熔鹽氯化爐收塵系統(tǒng)淋洗冷凝系統(tǒng)循環(huán)尾氣循環(huán)尾氣鈦渣焦炭鈦渣焦炭廢鹽氯化尾氣返爐、收塵器泥漿返爐、收塵器泥漿精制泥漿精制泥漿熔鹽氯化工藝原料要求熔鹽氯化工藝原料要求鈦渣：鈦渣： 鈦渣粒度：0.8830.074mm(20目200目)；化學(xué)組成如表11所示。表1-1 鈦渣化學(xué)組成 wt/%TiO2Al2O3H2OV2O5SiO2Fe2O3CaOMnOMgO合計(jì)89.201.910.270.171.853.330.391.471.42100石油焦：石油焦：石油焦粒度：0.8830.120mm(20目120目)，化學(xué)組成見表12。表1-2 石油焦的化學(xué)組成 wt/%CN2H2

5、O灰份(按SiO2)合計(jì)96.442.760.220.58100.00表2 高鈦渣粒度詳細(xì)分析結(jié)果編號20下40下60下80下100下120下140下160下180下200下220下240下260下280下300下1100978370544138353422201715158210095776045323125231914121096熔鹽氯化工藝原料要求熔鹽氯化工藝原料要求氯氣：氯氣：氯氣包括氧化產(chǎn)生的循環(huán)氯氣和液氯，氧化和氯化對接生產(chǎn)時，采用循環(huán)氯氣作為氯化原料，其余時間采用液氯作為氯化原料。循環(huán)氯氣的成份見表1-3。表1-3 循環(huán)氯氣成分 wt/%Cl2O2N2COCO2HCl合計(jì)85.0

6、43.776.300.902.621.37100.00氯化鈉：氯化鈉：符合GB546285標(biāo)準(zhǔn)，化學(xué)組成如表1-4所示。表1-4 氯化鈉的化學(xué)組成 wt/%NaCl水不溶物水溶性雜質(zhì)水分 94.0 0.4 1.4 4.2熔鹽氯化爐熔鹽氯化爐錐底內(nèi)徑錐底內(nèi)徑直段內(nèi)徑直段內(nèi)徑總高度總高度直段高度直段高度1.3m5.0m13.0m7.0m排鹽口位置排鹽口位置測溫點(diǎn)位置測溫點(diǎn)位置加料口加料口錐角錐角1.0m/2.0m/4.5m1.0m/2.7m/6.0m/12.0m6.6m 17電極電極通氯口通氯口加料口加料口出口出口排鹽口排鹽口產(chǎn)能：產(chǎn)能：120120130t/d130t/d額定容量：額定容量：11

7、00KVA 1100KVA 高壓側(cè)電壓：高壓側(cè)電壓：10KV10KV高壓側(cè)電流：高壓側(cè)電流：63.5A 63.5A 低壓側(cè)電壓：低壓側(cè)電壓：202090V90V低壓側(cè)電流：低壓側(cè)電流：14434A14434A熔鹽其它主要設(shè)備熔鹽其它主要設(shè)備設(shè)備名稱設(shè)備名稱規(guī)規(guī) 格格數(shù)量數(shù)量收塵器收塵器1#1#、3900 3900 能力：能力：150Kg/h 150Kg/h 2#2#、5000 5000 能力：能力：150Kg/h150Kg/h3#3#：3700 3700 能力：能力：75Kg/h75Kg/h3組組淋洗塔淋洗塔 1#1#：（：（1350/11501350/1150）1100011000 2# 2

8、#：800 800 1100011000 3# 3#：1100110080008000 4# 4#、5#5#、6#6#、7#7#、8#8#：800800800080004組組 2管式過濾器管式過濾器102610262636 2636 容器壓力：容器壓力：0.2MPa0.2MPa過濾面積：過濾面積：4m4m2 2 容積：容積：1.17m1.17m3 34組組化鹽坩鍋化鹽坩鍋V=2.83mV=2.83m3 3 ；使用溫度：；使用溫度：870870 熔鹽氯化系統(tǒng)主要工藝操作參數(shù)熔鹽氯化系統(tǒng)主要工藝操作參數(shù)熔鹽氯化爐操作的工藝技術(shù)條件熔鹽氯化爐操作的工藝技術(shù)條件鈦渣：石油焦鈦渣：石油焦100100：（

9、18182525）; ;鈦渣投料量鈦渣投料量2.5t/h,2.5t/h,根據(jù)氧化投料量進(jìn)行調(diào)整根據(jù)氧化投料量進(jìn)行調(diào)整; ;一般控制爐溫（以一般控制爐溫（以3#3#測溫點(diǎn)為準(zhǔn)）在測溫點(diǎn)為準(zhǔn)）在730730800800內(nèi)，當(dāng)內(nèi)，當(dāng)氯化爐氯化爐3#3#測溫點(diǎn)大于測溫點(diǎn)大于750750時開始向氯化爐內(nèi)返泥漿。時開始向氯化爐內(nèi)返泥漿。排鹽周期：排鹽周期：1 1次次/d/d；廢鹽量：約廢鹽量：約100kg100kg廢鹽廢鹽/tTiCl/tTiCl4 4；廢渣量：廢渣量：75kg/tTiCl75kg/tTiCl4 4；熔鹽氯化系統(tǒng)產(chǎn)品及廢副產(chǎn)物成份熔鹽氯化系統(tǒng)產(chǎn)品及廢副產(chǎn)物成份粗粗TiClTiCl4 4成份

10、成份/%/%成份成份TiClTiCl4 4FeClFeCl3 3SiClSiCl4 4VoClVoCl3 3CaClCaCl2 2MnClMnCl2 2AlClAlCl3 3MgClMgCl2 2ClCl2 2固體固體雜雜質(zhì)質(zhì)含量含量(wt%)(wt%)不小于不小于不大于不大于97.997.90.0080.0080.420.420.250.250.0170.0170.0210.0210.0460.0460.020.020.2960.2961.01.0熔鹽氯化廢鹽成份熔鹽氯化廢鹽成份/%/%元素元素KClNaClCaCl2MgCl2TiCVAlCl3FeCl2含量含量0.1233.715.281

11、2.31-4.50.210.054.02元素元素FeCl3MnCl2CaOMgOAl2O3MnOSiO2TiO2水不溶物水不溶物含量含量1.7812.31-3.031.82-熔鹽氯化廢渣成份熔鹽氯化廢渣成份/%/%元素元素KClKClNaClNaClCaClCaCl2 2MgClMgCl2 2TiTiC CV VAlClAlCl3 3FeClFeCl2 2含量含量0.20.215.7315.730.170.171.351.359.529.520.820.824.424.4211.7111.713.103.10元素元素FeClFeCl3 3MnClMnCl2 2CaOCaOMgOMgOAlAl2

12、 2OO3 3FeFe2 2OO3 3SiOSiO2 2TiOTiO2 2-含量含量24.5224.522.302.30-4.44.4-熔鹽氯化主要技術(shù)指標(biāo)熔鹽氯化主要技術(shù)指標(biāo)錦鈦熔鹽氯化噸錦鈦熔鹽氯化噸TiCl4消耗統(tǒng)計(jì)消耗統(tǒng)計(jì)名稱名稱單位單位單耗單耗高鈦渣高鈦渣t t0.49950.4995石油焦石油焦t t0.1050.105液氯液氯t t0.9110.911氯化鈉氯化鈉kgkg49.649.6氯化鉀氯化鉀kgkg0.180.18離子膜堿離子膜堿kgkg28.628.6水水t t6.636.63電電kwhkwh153.73153.73氮?dú)獾獨(dú)鈓 m3 319.04319.043有油風(fēng)有油

13、風(fēng)m m3 3194.62194.62液氨液氨kgkg0.1650.165氯化鈣氯化鈣kgkg0.7980.798熔鹽氯化熱量衡算熔鹽氯化熱量衡算氯化系統(tǒng)反應(yīng)放熱計(jì)算結(jié)果 項(xiàng) 目 溫度 熱量 kJ/h 總量 kJ/h 百分比 TiO2 25 6537488.0 71.60 Fe 25 583685.6 6.39 MnO 25 158842.4 1.74 SiO2 25 139283.3 1.53 Al2O3 25 41202.05 0.45 CaO 25 65481.89 0.72 MgO 25 219767.6 2.41 鈦 渣 氯 化 放 熱 V 25 17275.01 7763026.0

14、 0.19 O2與焦炭反應(yīng)放熱 25 1376344.0 15.07 其它反應(yīng)放熱 25 7831.86 0.09 總反應(yīng)放熱 9131538.0 100.0 熔鹽氯化系統(tǒng)物料衡算熔鹽氯化系統(tǒng)物料衡算高鈦渣1000kgTiO2 913.5kgTiCl4泥漿1845.32kgTiCl4 1760.07kgTiO2 35.25kg氯化爐煙氣 4857.63kgTiCl4 3823.93kgTiO2 65.09kg氯化爐廢鹽 166.7kgTiO2 13.07kg收塵器收塵器收塵渣 216.0kgTiO2 34.17kgTiCl4泥漿1305.83kgTiCl41245.5kgTiO2 24.94kg收塵器煙氣 5947.46kgTiCl4 5025.15kgTiO2 61.96kg淋洗系統(tǒng)淋洗系統(tǒng)粗TiCl4產(chǎn)品 2012.45kgTiCl4 1995.45kgTiO2 7.24kg循環(huán)泥漿 3151.15kgTiCl4 3005.57kgTiO2 60.19kg外排泥漿29.1kgTiO2 2.64kg氯化爐氯化爐汽態(tài)損失TiCl438.62kg排鹽過程的鈦損失，排鹽過程的鈦損失，占占1.43%1.43%排渣過程的鈦損失，排渣過程的鈦損失，占占3.74%3.74%排鹽、排渣、淋洗清槽排鹽、排渣、淋洗清槽及尾氣