第5章粗TiC1的精制
第5章 粗TiCl4的精制
任务一：粗TiCl4中杂质的认识 任务二：粗TiC14的精制原理 单元一：除不溶固体杂质 单元二：除高沸点杂质 单元三：除低沸点杂质 单元四：除沸点相近杂质（除钒） 任务三：粗TiC14的精制过程 单元一：精制工艺 单元二：精制设备
粗四氯化钛是一种红棕色浑浊液，含有许多 杂质，成分十分复杂。这些杂质对于用作制取海绵 钛的TiC14原料而言，几乎都是程度不同的有害杂质， 特别是含氧、氨、碳、铁、硅等杂质元素。例如： (1)V0C13、Ti0C13和Si,0C16等含有氧元素的杂 质，它们被还原后，氧即被钛吸收，相应地增加了 海绵钛的硬度。 (2)一些杂质使Ti0,着色，对于制取颜料钛白 是不利的
纯四氯化钛的质量标准 质量/% 家 TiCl SiCl VOCls FeCl3 颜色 大阪钛公司 〉99.9 <0.009 <0.0003 <0.006 无色透明 曹达公司 〉99.9 <0.001 <0.001 <0.001 30mgK2Cr2 O-/L 东邦公司 〉99.9 <0.003 <0.003 <0.003 我国某厂 〉99.9 <0.01 <0.0003 <0.001 5mgK2Cr2 O-/L
5.干粗TiC1中杂质的性质 按杂质的相态和在TiCL4中的溶解特性，可分为四类： ·1.溶解的气体杂质 O2、N2、Cl2、HC1、COCL2、CO2 ●2.溶解的液体杂质 CCl4、VOCl3、SiCl4、SnCl2、SOC2 ·3.溶解的固体杂质 AlCL、FeCL3、NbCls、TaCl、MoCls ●4.不溶解的悬浮固体杂质 Ti02、SiO2、VOCl2、MgCl2、ZrCl4、FeCl2、MnCl2 CrCl
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第1类可溶性气体杂质，在T什，中的溶解度随温度的升高 而降低，试验证明当温度136℃时，降至0.03%wt. ●第2类和3类可溶性杂质在TiC14中的溶解度随温度的升高 而增加。如： 50℃ 100℃ 135℃ AICl3 0.001% 0.0032% 0.028% FeClg 0.13% 1.2% 4.8% NbCls 3% 14% ·VOCL和SiCL4与TiCl4完全互溶。 ●AICl,的存在，使FeCl,在TiCL4中的溶解度随温度的升高而 增加，如：70℃，4倍；90℃，6.7倍；120~127℃，17~ 18倍。这说明TiCl4中能与一些MeCL形成多元复杂体系
·①第4类不溶悬浮固体杂质可用固液分离方法除去，工业 中因TiC1,中浆黏度大过滤困难，常采用沉降方法分离； ·②第1类气体杂质，在处理过程中随温度的升高而除去； ·③第2和第3类杂质溶解在TiC1,中，属于难分离杂质，这 类杂质可依据其沸点的不同除去。如： ● TiCl SiCl VOCl Fe2Cls AICl; ·沸点/℃ 136 56.5 126.8 31.8 180.2 ·控制温度在136℃以下降低沸点杂质除后，剩余的 VOCL3和A1Cl,再用化学方法除去
对于溶解在TiC14中的杂质，按与TiC14沸，点的差别，又 可分为三类： ●(1)低沸点杂质：如SiC1,和其它气体杂质。 ·(2)高沸，点杂质：如FeC13、A1C13等。 。（3)和TiC14沸点相近的杂质：如V0C13、S,C12和CC1C0C1 等。 TCL4和其它可溶性杂质的沸点 化合包 CS. SiCL CCL va voct TCL s.C AlCL voCL F 4625 6 1月 135 156J 1802 四 湖 194 42815 400 4009 4533划 273 39113
TiCl4和其它可溶性杂质的沸点
5.2粗TiCL的精制原理 5.2.1除不溶固体杂质 不溶悬浮固体杂质(Ti02、Si02、V0C12 MgC12、ZrC14、FeC12、MnC12、CrC13),可用 固液分离方法除去，工业中因TiC14中浆黏度 大过滤困难，常采用沉降方法分离
5.2.2除高沸点杂质 FeC1,等高沸点固体杂质在TiC14中的溶解度都很小，单靠 机械过滤难以完全除去，需采用蒸馏方法精制。 ·蒸馏作业是在蒸馏塔中进行的。控制蒸馏塔底温度略高于 TiC14的沸，点（约140℃-145℃），使易挥发组分TiC1,部分气化。 难挥发组分FeCl,等因挥发性小而残留于塔底。 ·控制塔顶温度在T1C1,沸点(137℃左右)，由于塔内存在一 个小的温度梯度，TC1,的蒸气在搭内形成内循环。向上的蒸气 和下落的液滴间接触，进行了传热传质过程，增加了分离效果。 在这个过程中，沿塔上升的TiC14蒸气中的FeC1,等高沸，点杂质 逐渐降低，纯TC14蒸气自塔顶逸出，经冷凝器冷凝成馏出液， 而釜残液中FCl,等高沸点杂质不断富集，定期排出使之分离