一种含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法及设备技术

本发明专利技术涉及氟化物循环利用领域，特别涉及一种含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法及设备。其中，该方法包括以下步骤：将含Ti氧化物的原料与固态的氟化物混合，形成混合物；将混合物进行煅烧，其中含Ti氧化物中的Ti4+与氟化物中的F－生成第一产物TiF4气体，含Ti氧化物中的O2－与氟化物中的阳离子生成第二产物；将第一产物通入水蒸气并发生反应，使之形成含有固态TiO2和气态HF的气固混合物；将气固混合物进行分离后得到含有未反应的水蒸气以及气态HF的第一气相和固态TiO2；将第一气相与第二产物反应，重新得到固态的氟化物。该方法不仅通过对氟化物的反复循环利用降低了成本而且也避免了氟化物对环境的污染。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及氟化物循环利用领域，特别涉及一种含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法及设备。其中，该方法包括以下步骤：将含Ti氧化物的原料与固态的氟化物混合，形成混合物；将混合物进行煅烧，其中含Ti氧化物中的Ti4+与氟化物中的F－生成第一产物TiF4气体，含Ti氧化物中的O2－与氟化物中的阳离子生成第二产物；将第一产物通入水蒸气并发生反应，使之形成含有固态TiO2和气态HF的气固混合物；将气固混合物进行分离后得到含有未反应的水蒸气以及气态HF的第一气相和固态TiO2；将第一气相与第二产物反应，重新得到固态的氟化物。该方法不仅通过对氟化物的反复循环利用降低了成本而且也避免了氟化物对环境的污染。【专利说明】一种含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法及设备
本专利技术涉及氟化物循环利用领域，具体而言，涉及一种含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法及设备。
技术介绍
氟化工产品中的氟主要来自于萤石，萤石是不可再生资源，同时是一种战略资源。高效利用现有氟资源和节约现有的萤石资源已成为氟化工产业可持续发展的一个重要方向。现在氟化物在使用过程中会产生多种废弃物，例如氟化铵、氟化氢铵作为蚀刻剂产生的废渣氟钛酸铵和电解钛生产过程副产的含氟炭渣等；再比如电解过程产生大量氢氟酸和四氟化钛等气体及氟化钛、氟化钙等粉尘；炼铜过程采用萤石(CaF2)作助熔剂，所以烟尘中含有大量氟化钙、氟化氢等有害物质；镁、钛在铸造中亦产生氟化氢及四氟化钛等；这些含氟化合物长期存放或者直接排放掉不仅会污染环境，而且降低了这些含氟化合物的利用率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法及设备，以解决上述的问题。本专利技术实施例提供了一种含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法，包括以下步骤:(A)将含T i氧化物的原料与固态的氟化物混合，形成混合物；(B)将混合物进行煅烧，其中含Ti氧化物中的Ti4+与氟化物中的F —生成第一产物TiF4气体，含Ti氧化物中的02—与氟化物中的阳离子生成第二产物；(C)将第一产物通入水蒸气并发生反应，使之形成含有固态TiO2和气态HF的气固混合物；(D)将气固混合物进行分离后得到含有未反应的水蒸气以及气态HF的第一气相和固态TiO2 ；(E)将第一气相与第二产物反应，重新得到固态的氟化物。本专利技术实施例还提供了一种含钛化合物生产中氟化物循环利用的设备，包括:第一反应器、第二反应器、第三反应器以及分离器；第一反应器用于将混合物进行煅烧，其中含Ti氧化物中的Ti4+与氟化物中的F —生成第一产物TiF4气体，含Ti氧化物中的O2 —与氟化物中的阳离子生成第二产物；第二反应器用于将第一产物通入水蒸气并发生反应，使之形成含有固态TiO2和气态HF的气固混合物；分离器用于将气固混合物进行分离后得到含有未反应的水蒸气以及气态HF的第一气相和固态TiO2;第三反应器用于将第一气相与第二产物反应重新得到氟化物。本专利技术实施例提供的一种含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法及设备，首先将氟化物与含钛金属矿物及含钛金属氧化物进行混合后进行反应，生成高温下为气态的四氟化钛和第一反应产物，再利用气态的四氟化钛水解生成氧化钛和氟化氢气体，最后将氟化氢气体再与第一反应产物反应，重新得到氟化物。这种循环利用氟化物的方法，不仅通过对氟化物的反复循环利用降低了成本而且也避免了氟化物对环境的污染。【专利附图】【附图说明】图1-3示出了本专利技术实施例的含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法的工艺流程图；图4示出了本专利技术实施例的含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法流程图；I第一反应器，2第二反应器，3分离器，4第三反应器，5换热器。【具体实施方式】下面通过具体的实施例子并结合附图对本专利技术做进一步的详细描述。本专利技术实施例提供了一种含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法，如图4所示，包括以下步骤:步骤(A):将含Ti氧化物的原料与固态的氟化物混合，形成混合物，其中固态的氟化物的质量分数在混合物中为20%-80%，含Ti氧化物的粒径最好不大于7mm，因为粒径越小混合后进行反应越充分。优选地，含Ti氧化物的原料包括以下一种或多种=TiO2粗颗粒、含有TiO2的复合物或含有TiO2的废料等，其中含有TiO2的复合物包括以下一种或多种:铝矾土、钛铁矿、钛磁铁矿、钦精矿等。优选地，固态的氟化物包括以下一种或多种:NaF、NH4F, NH4HF2, CaF2, AlF30含Ti氧化物的原料与固态的氟化物的具体组合方式见下表1:表1含Ti氧化物的原料与固态的氟化物的种类及添加量【权利要求】1.一种含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法，其特征在于，包括以下步骤: (A)将含Ti氧化物的原料与固态的氟化物混合，形成混合物； (B)将所述混合物进行煅烧，其中所述含Ti氧化物中的Ti4+与所述氟化物中的F一生成第一产物TiF4气体，所述含Ti氧化物中的02—与所述氟化物中的阳离子生成第二产物； (C)将所述第一产物通入水蒸气并发生反应，使之形成含有固态TiO2和气态HF的气固混合物； (D)将所述气固混合物进行分离后得到含有未反应的水蒸气以及气态HF的第一气相和固态TiO2 ； (E)将所述第一气相与所述第二产物反应，重新得到所述固态的氟化物。2.根据权利要求1所述的一种含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法，其特征在于，所述步骤(E)的反应条件是在100-600°C温度下反应l_5h。3.根据权利要求1所述的一种含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法，其特征在于，所述步骤(E)具体为: 先将所述第一气相降温得 到氢氟酸，再将所述氢氟酸与所述第二产物混合并在.100-600°C温度下反应l_5h，得到所述氟化物； 或 先将所述第一气相与所述第二产物混合，再将所述第一气相降温得到氢氟酸，最后将所述氢氟酸与所述第二产物在100-600°C温度下反应l_5h，得到所述氟化物。4.根据权利要求1所述的一种含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法，其特征在于，所述步骤(B)中煅烧的条件为在600-1300°C下煅烧l_5h。5.根据权利要求1所述的一种含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法，其特征在于，所述步骤(C)中反应的温度500-1200°C。6.根据权利要求1所述的一种含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法，其特征在于，所述步骤(D)具体为: 将所述气固混合物冷却至100-280°C进行分离后得到含有未反应的水蒸气以及气态HF的第一气相和固态TiO2 ;米用聚四氟乙烯管道运输所述第一气相并与第二产物混合。7.如权利要求1所述的一种含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法的设备，其特征在于，包括:第一反应器、第二反应器、第三反应器以及分离器； 所述第一反应器用于将所述混合物进行煅烧，其中所述含Ti氧化物中的Ti4+与所述氟化物中的F—生成第一产物TiF4气体，所述含Ti氧化物中的02—与所述氟化物中的阳离子生成第二产物； 所述第二反应器用于将所述第一产物通入水蒸气并发生反应，使之形成含有固态TiO2和气态HF的气固混合物； 所述分离器用于将所述气固混合物进行分离后得到含有未反应的水蒸气以及气态HF的第一气相和固态TiO2; 所述第三反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含钛化合物生产中氟化物循环利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：（A）将含Ti氧化物的原料与固态的氟化物混合，形成混合物；（B）将所述混合物进行煅烧，其中所述含Ti氧化物中的Ti4+与所述氟化物中的F－生成第一产物TiF4气体，所述含Ti氧化物中的O2－与所述氟化物中的阳离子生成第二产物；（C）将所述第一产物通入水蒸气并发生反应，使之形成含有固态TiO2和气态HF的气固混合物；（D）将所述气固混合物进行分离后得到含有未反应的水蒸气以及气态HF的第一气相和固态TiO2；（E）将所述第一气相与所述第二产物反应，重新得到所述固态的氟化物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：章林，刘瑞，史春华，龚龙江，
申请(专利权)人：贵州万方铝化科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：