[发明专利]一种从四氯化钛沉淀泥浆中回收TiCl4的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机化学领域，具体涉及一种从四氯化钛沉淀泥浆中回收TiCl₄的方法。

背景技术

富钛料氯化形成的炉气冷凝得到的TiCl₄液体中会自然析出固体沉淀物，该沉淀物在粗四氯化钛浓密机中会形成所谓的四氯化钛沉淀泥浆。四氯化钛沉淀泥浆主要由高沸点的氯化物、氯化物的水解物及TiCl₄液体组成，它约占TiCl₄液体总量的3-5wt%，沉淀泥浆一般含有55-65wt%的TiCl₄，具有很高的回收价值。然而，由于四氯化钛沉淀泥浆性质特殊，目前还没有一种经济有效的方法能回收其中的TiCl₄。

为了回收四氯化钛沉淀泥浆中的TiCl₄，生产企业和科研机构开展了大量的研究工作，其中包括：沉淀泥浆返回到沸腾氯化炉、沉淀泥浆加入隔板收尘器内干燥、回转窑干燥、离心干燥、微波干燥、喷雾干燥、熔盐干燥等。由于四氯化钛沉淀泥浆导热性能差，与空气接触时，泥浆表面会因TiCl₄水解而易形成由TiOCl₂和TiO₂组成的结壳，使得泥浆中的TiCl₄在转窑窑中或在离心干燥机中难以顺利挥发。泥浆加入氯化炉中虽然能回收部分四氯化钛，但沸腾炉加入泥浆后炉况不稳定，严重影响富钛料氯化的正常进行。隔板收尘器中虽然温度高达400-500℃，但泥浆的比表面积小，泥浆加入后热交换时间短，泥浆中的TiCl₄来不及挥发就堆积在收尘器的底部。微波虽然能快速加热挥发泥浆中的TiCl₄，但微波在四氯化钛沉淀泥浆中的穿透深度非常有限，从而限制了四氯化钛沉淀泥浆微波干燥的工业应用。喷雾干燥虽然能有效分离沉淀泥浆中的TiCl₄，但泥浆喷雾干燥能耗高，干燥得到的TiCl₄蒸气浓度低，冷凝回收困难。沉淀泥浆采用传统的熔盐干燥法虽然能回收其中的TiCl₄，但泥浆干燥后的废熔盐处理产生大量“三废”，给环境造成很大的压力。而本发明采取往四氯化钛沉淀泥浆中加入金属氯化物熔盐后，加热蒸发的方法回收其TiCl₄液体，且加入的金属氯化盐在最后可以通过真空蒸馏等进行回收，从而可以将其循环利用到回收四氯化钛的步骤中去；本发明具有工艺简单，TiCl₄回收率高，成本低，环境友好等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从四氯化钛沉淀泥浆中回收TiCl₄的方法。该方法不仅可以将四氯化钛沉淀泥浆中的TiCl₄在加入金属氯化物熔盐后顺利蒸发出来，而且通过真空蒸馏能够有效回收蒸馏残余物中的熔盐，从而降低回收成本，减少环境污染。

本发明的技术方案是：

一种从四氯化钛沉淀泥浆中回收TiCl₄的方法，其特征在于：

第一步：蒸发沉淀泥浆中的TiCl₄

将四氯化钛沉淀泥浆与金属氯化物低温熔盐混合，搅拌蒸发其中的TiCl₄，得到TiCl₄蒸气和残余物；

第二步：真空蒸馏回收金属氯化物

将沉淀泥浆蒸发TiCl₄后得到的残余物真空蒸馏，回收第一步加入的金属氯化物。

在第一步中，四氯化钛沉淀泥浆与金属氯化物低温熔盐按体积比1:0.5-5混合。

所述的金属氯化物低温熔盐是由LiCl、NaCl、KCl、AlCl₃、FeCl₃、BaCl₂、CaCl₂、MgCl₂、ZnCl₂、MnCl₂、BiCl₃、SbCl₃、NiCl₂、CuCl₂中的一种或几种组成的熔点低于300℃、沸点高于136.4℃的熔盐。

在第一步中，所述的加热是在温度为100-300℃，蒸发在常压或减压的条件下进行。

将第一步所获得的TiCl₄蒸气经0～-15℃的TiCl₄液体喷淋捕集回收得液体TiCl₄。