制备二氧化钛的系统技术方案

本发明专利技术涉及制备二氧化钛的系统，其包括：氯化反应器；第一气固分离装置；冷凝装置；四氯化钛存储装置；精制装置；氧化反应器；第二气固分离装置；四氯化钛紧急排料槽，所述四氯化钛紧急排料槽与所述四氯化钛存储装置相连，并且所述四氯化钛紧急排料槽设置在所述四氯化钛存储装置的下方；连接管路，所述连接管路设置在所述四氯化钛紧急排料槽与所述四氯化钛存储装置之间；自动阀门；以及阀门控制器，所述阀门控制器分别与所述氯化氢探测装置和所述自动阀门相连，用于基于所述氯化氢浓度控制所述自动阀门的开启和关闭。该系统能够有效制备二氧化钛。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及制备二氧化钛的系统，其包括：氯化反应器；第一气固分离装置；冷凝装置；四氯化钛存储装置；精制装置；氧化反应器；第二气固分离装置；四氯化钛紧急排料槽，所述四氯化钛紧急排料槽与所述四氯化钛存储装置相连，并且所述四氯化钛紧急排料槽设置在所述四氯化钛存储装置的下方；连接管路，所述连接管路设置在所述四氯化钛紧急排料槽与所述四氯化钛存储装置之间；自动阀门；以及阀门控制器，所述阀门控制器分别与所述氯化氢探测装置和所述自动阀门相连，用于基于所述氯化氢浓度控制所述自动阀门的开启和关闭。该系统能够有效制备二氧化钛。【专利说明】制备二氧化钛的系统
本专利技术涉及化工领域。更具体地，涉及一种制备二氧化钛的系统。
技术介绍
目前生产二氧化钛的方法主要有硫酸法和氯化法。由于硫酸法的流程长，污染严重，产品质量差而逐步被氯化法取代。CN1066043公开了一种制备金红石型钛白粉的工艺方法，其包括I)，将高钛渣与石油焦均匀混合后放入氯化炉中，通入氯气在800~900°C温度下进行沸腾氯化，2)，对氯化后得到的粗制四氯化钛进行分离提纯除去、镁、铁、硅和钒等杂质，得到精制四氯化钛，3)，制得的精制四氯化钛液体在蒸发器中，转化为气相，并预热至450~800°C，4)，气相四氯化钛与少量的晶型转化剂气相三氯化铝混合进入氧化炉，氧气经等离子发生器加热进入氧化炉，在1300~1500°C温度下，小于0.1秒内进行氧化反应生成固相二氧化钛，5)，迅速将二氧化钛固体粉末移出反应区并使反应热在迅速移去，收集二氧化钛生成氯气返回氯化炉，6)，将收集的二氧化钛颗粒粉末打浆成液体，经两级分选，小于I微米的细颗粒二氧化钛再进行后处理，粗颗粒研磨然后再分级，7)，使用助剂在50~70°C温度下pH=7~8进行包膜后处理，8)，将后处理后二氧化钛浆液，经两次过滤，进料含水小于45%，出料含水小于1%，9)在120~160°C温度下干燥，超微粉碎，产品平均粒度在0.3 μ m以下占70%。然而，目前制备二氧化钛的手段仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种能够有效制备二氧化钛的系统。在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种制备二氧化钛的系统。根据本专利技术的实施例，该系统包括:氯化反应器，所述氯化反应器设置有钛矿石入口、还原剂入口、氧气入口、空气入口和氯气入口，以便将含钛矿石、还原剂供给到所述氯化反应器中，并向所述氯化反应器中供给氧气、空气和氯气，以便在所述氯化反应器中发生氯化反应，并且得到含有四氯化钛气体的氯化反应混合物，其中，所述还原剂为石油焦，所述含钛矿石为高钛渣或金红石钛矿；第一气固分离装置，所述第一气固分离装置与所述氯化反应器相连，用于对所述氯化反应混合物进行气固分离处理，以便得到含有四氯化钛的气体混合物；冷凝装置，所述冷凝装置与所述第一气固分离装置相连，用于对所述含有四氯化钛的气体混合物进行冷凝处理，以便得到液体粗四氯化钛；四氯化钛存储装置，所述四氯化钛存储装置与所述冷凝装置相连，用于存储所述液体粗四氯化钛；精制装置，所述精制装置与所述四氯化钛存储装置相连，并且适于采用矿物油对所述液体粗四氯化钛进行除钒处理，以便对所述液体粗四氯化钛进行精制，以便得到经过精制的精四氯化钛，其中，所述经过精制的四氯化钛中钒的含量为3ppm以下；氧化反应器，所述氧化反应器与所述精制装置相连，并且设置有氧气入口，用于将所述精四氯化钛与氧气供给到所述氧化反应器中，以便在所述氧化反应器中发生氧化反应，以便得到含有二氧化钛和氯气的氧化反应混合物；以及第二气固分离装置，所述第二气固分离装置与所述氧化反应器相连，用于对所述氧化反应混合物进行气固分离，以便分别得到固体二氧化钛和氯气，四氯化钛紧急排料槽，所述四氯化钛紧急排料槽与所述四氯化钛存储装置相连，并且所述四氯化钛紧急排料槽设置在所述四氯化钛存储装置的下方；连接管路，所述连接管路设置在所述四氯化钛紧急排料槽与所述四氯化钛存储装置之间，用于将所述四氯化钛存储装置中的四氯化钛排出至所述四氯化钛紧急排料槽；自动阀门，所述自动阀门设置在所述连接管路上；氯化氢探测装置，所述氯化氢探测装置用于检测氯化氢浓度；阀门控制器，所述阀门控制器分别与所述氯化氢探测装置和所述自动阀门相连，用于基于所述氯化氢浓度控制所述自动阀门的开启和关闭。利用该系统，能够有效地制备二氧化钛，同时在生产过程中反应效率高，装置产能大，产生“三废”少，并且能够根据检测到的氯化氢浓度来控制紧急处理四氯化钛。根据本专利技术的实施例，上述用于制备二氧化钛的系统还可以进一步具有下列附加技术特征: 在本专利技术的一个实施例中，所述冷凝装置进一步包括:逆流冷却单元，所述逆流冷却单元设置有氯化反应混合物入口和液体四氯化钛入口，以便在所述逆流冷却单元中将所述液体粗四氯化钛的一部分与所述含有四氯化钛的气体混合物逆流接触，以便进行第一冷却处理；以及管式换热器，所述管式换热器与所述逆流冷却单元相连，并且利用冷冻剂对经过第一冷却处理的气体混合物进行第二冷却处理，以便得到所述液体粗四氯化钛，其中，所述冷冻剂为温度-23摄氏度的R507冷凝介质。专利技术人发现，通过该冷却方法，能够有效地将含有四氯化钛的气体混合物进行冷却，从而实现对四氯化钛的进一步纯化。其中，对于第一冷却处理，能够有效地利用已经得到冷却的液体粗四氯化钛进行冷却，从而降低了生产二氧化钛的生产成本，另外，采用温度-23摄氏度的R507冷凝介质作为冷冻剂，是专利技术人通过大量筛选工作而意外获得的，并且发现，其能够以显著优于其他温度和类型的冷凝介质发挥作用。在本专利技术的一个实施例中，进一步包括:精四氯化钛预热装置，所述精四氯化钛预热装置与所述精制装置和所述氧化装置相连，以便预先将所述精四氯化钛进行预热处理；氧气预热装置，所述氧气预热装置与所述氧化装置相连，以便预先对所述氧气进行预热处理。由此，可以进一步提高制备二氧化钛的效率，降低制备二氧化钛的成本。专利技术人发现，通过将精四氯化钛和氧气分别预热至不低于350摄氏度和不低于1500摄氏度，可以显著有效地降低制备二氧化钛的成本。当温度过高时，预热所需要的成本会显著增加，而当温度过低时，则在氧化反应器中会消耗过多的能量。在本专利技术的一个实施例中，所述第二气固分离装置与所述氯化反应器相连，用于将所获得的氯气返回至所述氯化反应器中进行氯化反应。专利技术人发现，通过第二气固分离后得到的氯气，能够直接用于氯化反应，从而降低了生产二氧化钛的成本，减少了污染。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。【专利附图】【附图说明】本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1是根据本专利技术一个实施例的制备二氧化钛的方法的流程示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的制备二氧化钛的系统的结构示意图。【具体实施方式】下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术中，除非另有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备二氧化钛的系统，其特征在于，包括：氯化反应器，所述氯化反应器设置有钛矿石入口、还原剂入口、氧气入口、空气入口和氯气入口，以便将含钛矿石、还原剂供给到所述氯化反应器中，并向所述氯化反应器中供给氧气、空气和氯气，以便在所述氯化反应器中发生氯化反应，并且得到含有四氯化钛气体的氯化反应混合物，其中，所述还原剂为石油焦，所述含钛矿石为高钛渣或金红石钛矿；第一气固分离装置，所述第一气固分离装置与所述氯化反应器相连，用于对所述氯化反应混合物进行气固分离处理，以便得到含有四氯化钛的气体混合物；冷凝装置，所述冷凝装置与所述第一气固分离装置相连，用于对所述含有四氯化钛的气体混合物进行冷凝处理，以便得到液体粗四氯化钛；四氯化钛存储装置，所述四氯化钛存储装置与所述冷凝装置相连，用于存储所述液体粗四氯化钛；精制装置，所述精制装置与所述四氯化钛存储装置相连，并且适于采用矿物油对所述液体粗四氯化钛进行除钒处理，以便对所述液体粗四氯化钛进行精制，以便得到经过精制的精四氯化钛，其中，所述经过精制的四氯化钛中钒的含量为3ppm以下；氧化反应器，所述氧化反应器与所述精制装置相连，并且设置有氧气入口，用于将所述精四氯化钛与氧气供给到所述氧化反应器中，以便在所述氧化反应器中发生氧化反应，以便得到含有二氧化钛和氯气的氧化反应混合物；以及第二气固分离装置，所述第二气固分离装置与所述氧化反应器相连，用于对所述氧化反应混合物进行气固分离，以便分别得到固体二氧化钛和氯气；四氯化钛紧急排料槽，所述四氯化钛紧急排料槽与所述四氯化钛存储装置相连，并且所述四氯化钛紧急排料槽设置在所述四氯化钛存储装置的下方；连接管路，所述连接管路设置在所述四氯化钛紧急排料槽与所述四氯化钛存储装置之间，用于将所述四氯化钛存储装置中的四氯化钛排出至所述四氯化钛紧急排料槽；自动阀门，所述自动阀门设置在所述连接管路上；氯化氢探测装置，所述四氯化钛浓度探测装置用于检测氯化氢浓度；阀门控制器，所述阀门控制器分别与所述氯化氢探测装置和所述自动阀门相连，用于基于所述氯化氢浓度控制所述自动阀门的开启和关闭。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建良，杨光灿，赵泽权，王佳林，胡永强，张入文，
申请(专利权)人：云南新立有色金属有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53