1.攀枝花钛渣沸腾氯化制取TiCl4工业试验鉴定报告.docVIP

攀枝花钛渣沸腾氯化制取TiCl4工业试验 PAGE II PAGE I 鉴定材料 鉴定材料 攀枝花钛渣沸腾氯化制取TiCl4工业试验研究 负责单位：攀枝花钢铁有限责任公司钢铁研究院 参加单位：攀钢集团钛业有限责任公司 天津渤天化工集团天泰公司 二OO七年十月 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1 前 言 1 2 基本原理 2 2.1 沸腾氯化的热力学原理 2 2.2 沸腾氯化的动力学原理 3 3 试验原料及条件 4 3.1 试验原料 4 3.2 主要设备及工艺参数 5 3.3 工艺流程图 6 3.4 试验方法 6 4 试验结果及分析 7 4.1试验主要技术指标 7 4.2 炉渣、收尘渣及尾气成份 8 4.3 氯气消耗 9 4.4 氯化温度 10 4.5 钙镁含量对沸腾氯化的影响 13 5 成本分析 14 5.1 试验生产成本计算 14 5.2 工业生产成本预算 14 5.3 工业生产成本比较 15 6 存在问题及建议 17 7 结 论 18 参考文献 19 攀枝花钢铁有限责任公司钢铁研究院 攀枝花钛渣沸腾氯化制取TiCl4工业试验 PAGE 18 PAGE 1 1 前 言 四氯化钛（TiCl4）是氯化法钛白、传统海绵钛以及三氯化钛（聚丙烯催化剂）、烷基钛酸盐（耐热涂料）等化工产品的重要原料，其生产工艺主要包括沸腾氯化和熔盐氯化两种。熔盐氯化工艺能适应较高钙镁的钛原料，但存在着废盐处理难度大、操作不稳定和产能低等缺点，目前只有前苏联和国内攀锦钛使用该工艺。沸腾氯化工艺设备结构较熔盐氯化工艺简单、产能大、环境污染相对较小，是目前制取TiCl4的主流。沸腾氯化工艺按照氯化炉结构的不同分为有筛板和无筛板两种。国外几乎全部采用有筛板沸腾氯化炉，基本已实现大型化，据报道[1,2]，最大直径已达10.97m。国内由于未完全掌握有筛板沸腾氯化工艺技术，只能立足于中小型无筛板沸腾氯化炉，目前国内最大的氯化炉直径也只有2.4m，通用的炉径为1. 沸腾氯化工艺对原料的要求较为严格，尤其是钙镁含量要求，国际上通用的原料一般要求∑(CaO+MgO)1%，国内一般使用∑(CaO+MgO)3%的原料。曾研究表明，如果过高的∑(CaO+MgO)含量生成的CaCl2、MgCl2会黏附炉料，使炉料结块，沸腾层遭到破坏，据韩天佑[3]介绍，当床层物料中Σ(CaCl2＋MgCl2)含量达到4%左右，炉内的沸腾状态就开始恶化。然而马慧娟等人[4]试验证明：炉料中的Σ(CaCl2＋MgCl2)富集浓度控制在17%以内，仍可以维持炉内正常的沸腾状态。故以攀枝花高钙镁钛渣直接作为沸腾氯化原料的可行性至今一直存在很大的争论。 为了获得适应攀枝花高钙镁钛原料的沸腾氯化工艺技术，国家曾在70～80年代组织国内众多科研院所和生产企业进行了攀枝花高钙镁钛渣沸腾氯化工业试验研究[5]，如：贵阳铝镁设计院于1980年在遵义钛厂Ф600mm的装配电预热有筛板沸腾氯化炉上完成了两次工业试验；广州有色金属研究院于1982年、1984年在遵义钛厂的Ф600mm无筛板沸腾氯化炉进行了攀枝花钛渣为原料的工业试验；有色金属研究总院联合攀枝花钢铁研究院等单位，于1982年在天津化工厂Ф600mm内径的有筛板沸腾氯化炉上以高镁型人造金红石为原料进行了沸腾氯化试验，虽然这些试验都取得了成功，取得了大量宝贵的数据和经验，但最大的试验仅在Φ600mm沸腾氯化装置上进行，更大规模的工业试验还没有进行过。 攀西地区钛资源丰富，占全国钛资源总量的92%以上，根据集团公司“十一五”钛产业发展规划，原料问题成了攀钢钛产业发展的重要瓶颈环节之一，为较快掌握攀枝花钛渣直接用于沸腾氯化的技术可行性和经济指标，为攀钢(集团)公司钛原料的定位提供参考，为此，本项目在李东英院士的支持和协调下，集团公司的全力支持下，进行了国内首次攀枝花高钙镁钛渣Φ1000mm大型沸腾氯化工业试验。该项目的开展一方面是为了研究攀枝花钛渣的沸腾氯化相关特性，验证攀矿钛渣大型沸腾氯化技术的可行性，为攀矿钛渣大型沸腾氯化工艺的开发提供可靠的技术依据，另一方面该项目的进行将极大的提高攀西地区钛资源综合利用水平，为攀枝花钛原料的使用提供新的途径，对增强攀钢做大、做强钛产业的信心具有十分重要的现实意义。 本项目全面的研究了氯化温度、炉渣成份及排渣状况等攀枝花高钙镁钛渣沸腾氯化规律，验证了攀枝花高钙镁钛渣沸腾氯化的可行性，可为攀钢钛产业发展提供强有力的支持。 2 基本原理 2.1 沸腾氯化的热力学原理 钛渣在加碳的条件下，其中的各种氧化物在700℃~1000℃温度范围内发生如（2-1）～（2-10）式及（2-1