第5章粗TiCl4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TiCl4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TiCl4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TiC1原料而言，几乎都是程度不同的有害杂质特别是含氧、氮、碳、铁、硅等杂质元素。例如：(1）VOCl3、TiOCl，和Si,0C1.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Tio，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/%厂家TiCl4SiCl4VoCl3FeCls颜色99.9<0.009<0.0003<0.006大钛公司无色透明99.9<0.001<0.001<0.00130mgKzCr2曹达公司-/L东邦公司199.9<0.003<0.003<0.003我国某厂99.9<0.01<0.001<0.00035mgK,Cr20/
5.1粗TiCL中杂质的性质按杂质的相态和在TiCl中的溶解特性，可分为四类：·1.溶解的气体杂质O2、N2、Cl2、HCI、COCl2、CO2.溶解的液体杂质CCl4、VOCl、SiCl4、SnCl2、SOC,.3.溶解的固体杂质AlCl、FeCl,、NbCls、TaCls、MoCl4.不溶解的悬浮固体杂质TiO2、SiO2、VOC12、MgCl2、ZrCl4、FeCl2、MnCl2CrCl3过滤、沉降
2 ? 过滤、沉降
的升高第1类可溶性气体杂质，在T1C升温去除而降低，试验证明当温度136℃第2类和3类可溶性杂质在TiC1中的溶解度随温度的升高而增加。如：50℃100℃135℃AICl,0.001%0.0032%0.028%FeCl,1.2%4.8%0.13%3%14%NbClsVOCl和SiCl与TiC完全互溶AICl的存在，使FeCl在TiCl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TiCl中能与一些MeCl.形成多元复杂体系
升温去除
对于溶解在TiCl中的杂质，按与TiCI沸点的差别，又可分为三类：·（1）低沸点杂质：如SiCl和其它气体杂质·（2）高沸点杂质：如FeC13、A1Cl，等。·（3）和TiCl沸点相近的杂质：如VOCl3、S,Cl,和CC1，COCI等。TiCl.和其它可溶性杂质的沸点CS2Sicl,VCL化合物CCLVOClTiClS,Cl2AICsVOCI:FeClc31812713615476.6152136.8180.25846.25沸点427.15591.15453.35409409.95400K425.15349.75319.4331利用沸点区别的蒸馏、精馏技术分离
TiCl4和其它可溶性杂质的沸点 利用沸点区别的蒸馏、精馏技术分离
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（TiO,、SiO2、VoCl,）MgCl2、ZrCl4、FeC12、MnCl2、CrCl3），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
5.2.2除高沸点杂质FeCl，等高沸点固体杂质在TiCl中的溶解度都很小，单靠机械过滤难以完全除去，需采用蒸馅方法精制。蒸馏作业是在蒸馏塔中进行的。控制蒸馏塔底温度略高于TiC1.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TiC1沸点（137℃左右），由于塔内存在一个小的温度梯度，TiC1的蒸气在塔内形成内循环。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TiCl4蒸气中的FeC1，等高沸点杂质逐渐降低，纯TiC1蒸气自塔顶逸出，经冷凝器冷凝成馅出液，而釜残液中FeCl，等高沸点杂质不断富集，定期排出使之分离
5.2.3除低沸点杂质低沸点杂质包活溶解的气体和大多数液体杂质。其中气体杂质在加热蒸发时易于从塔顶逸出，分离容易。但SiCl等液体杂质大多数和TiCl互为共溶，分离系数不大，分离比较困难。TiCl-SiC14采用多次反复的部分汽化和部分冷凝的精馏操作，使混合液分离为纯组分。工业上实现这一操作的设备是精馏塔。我国TiCl精馏工艺常选用浮阀塔
馏操作，使混合液分离为纯组分。工