本发明专利技术公开了一种用于细粒级富钛料的氯化炉及其沸腾氯化工艺，属于冶金生产设备设计制造技术领域。提供一种能有效提高氯化效率，显著降低氯化损耗的用于细粒级富钛料的氯化炉及其沸腾氯化工艺。所述的氯化炉，包括加料系统、供气系统、四氯化钛收集系统和氯化炉本体，所述的氯化炉还包括至少两组氯化深度逐渐加深的沸腾氯化反应单元，沿氯化方向顺序的布置在氯化炉本体下部的各组所述的沸腾氯化反应单元通过各自的上口溢流接通，所述的沸腾氯化工艺使进入氯化炉本体内的细粒级富钛料随氯化深度的加深，先后分别以溢流的方式进入相邻的各组氯化参数可以独立控制的沸腾氯化反应单元的逐渐氯化来提高富钛料的氯化率和产品收率。
【技术实现步骤摘要】
用于细粒级富钛料的氯化炉及其沸腾氯化工艺
本专利技术涉及一种氯化炉，尤其是涉及一种用于细粒级富钛料的氯化炉，属于冶金生产设备设计制造
本专利技术还涉及一种用于所述氯化炉的沸腾氯化工艺。
技术介绍
四氯化钛(TiCl4)是钛产业的重要中间产品，主要用于生产海绵钛和气相氧化法生产钛白粉两大产业。沸腾氯化是将高品质富钛料与石油焦的混合料在沸腾炉内与氯气处于流态化状态下进行的TiO2氯化反应，已成为国际国内生产四氯化钛的主流工艺技术。由于原料在沸腾炉内呈流态化状态，且不被气体带出。因此现有沸腾氯化技术要求原料粒度为0.1mm～0.25mm之间的较粗颗粒占需大于90％的富钛料作为原料。此处的高品质富钛料通过包括高钛渣、人造金红石以及天然金红石。攀西地区钛资源储量丰富，据统计其储量约占世界钛资源的35％以上，占国内钛资源的90％以上。但生产的钛精矿中CaO、MgO、SiO2等杂质含量高，TiO2含量低，酸溶性好，是优质的硫酸法钛白原料。以此为原料冶炼的钛渣TiO2含量仅70～80％、而CaO+MgO的含量高达7％～11％，不能直接用作沸腾氯化生产TiCl4的原料。盐酸浸取制备富钛料法具有浸出速度快，除杂能力强，产品品位高，可实现盐酸循环利用等特点，是钛精矿制备优质人造金红石的主要方法之一。但钛精矿粒度偏细。因此利用攀枝花钛精矿制备的人造金红石与现有沸腾氯化工艺使用的高品质富钛料相比，攀枝花人造金红石的粒度明显偏细细通常小于0.074mm的细颗粒约占40％左右，且微孔多、堆积密度小，采用现有的沸腾氯化工艺，势必导致这种细粒级富钛料大量被气体带出，严重影响富钛料沸腾氯化工艺技术指标和经济性指标。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种能有效提高氯化效率，显著降低氯化损耗的用于细粒级富钛料的氯化炉。本专利技术还提供一种采用所述氯化炉氯化细粒组富钛料的沸腾氯化工艺。为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于细粒级富钛料的氯化炉，包括加料系统、供气系统、四氯化钛收集系统和氯化炉本体，所述加料系统的物料输出端从氯化炉本体的中部与该氯化炉本体连接，所述供气系统的气体输出端从氯化炉本体的底部与该氯化炉本体连接，所述四氯化钛收集系统的物料收集端从氯化炉本体的顶部与该氯化炉本体连接，所述的氯化炉还包括至少两组氯化深度逐渐加深的沸腾氯化反应单元，沿氯化方向顺序的布置在氯化炉本体下部的各组所述的沸腾氯化反应单元通过各自的上口溢流接通，所述供气系统的气体输出端分别与各组所述沸腾氯化反应单元的底部连接。进一步的是，沿氯化方向顺序布置的沸腾氯化反应单元为三组，各组沸腾氯化反应单元的溢流上口沿氯化方向逐渐降低。上述方案的优选方式是，每一组所述的沸腾氯化反应单元均包括沸腾氯化室和气体预混室，布置在沸腾氯化室下方的气体预混室通过沸腾板相互隔开，各组所述的沸腾氯化反应单元分别通过所述的气体预混室与供气系统的气体输出端连接。进一步的是，所述的供气系统包括有一组氮气或惰性气体输送管，所述的氮气或惰性气体输送管的一个气体输出与加料系统的物料输出管连接。上述方案的优选方式是，所述的四氯化钛收集系统包括至少两组旋风收尘器，各组所述的旋风收尘器通过上部顺序连通，第一组旋风收尘器的物料输入端与氯化炉本体的顶部连接，最后一组旋风收尘器通过其顶部与外部的四氯化钛收集结构连接，各组旋风收尘器的底部分别与氯化炉本体的中部连接。一种用于所述氯化炉的沸腾氯化工艺，所述的沸腾氯化工艺使进入氯化炉本体内的细粒级富钛料随氯化深度的加深，先后分别以溢流的方式进入相邻的各组氯化参数可以独立控制的沸腾氯化反应单元的逐渐氯化来提高富钛料的氯化率和产品收率。进一步的是，每一组可以独立控制的沸腾氯化反应单元的氯化参数均包括氯化反应温度和氯化反应气体流速，各组沸腾氯化反应单元的氯化反应温度和氯化反应气体流速均分别各自独立控制。上述方案的优选方式是，所述的氯化反应温度分别通过向相应的沸腾氯化反应单元内加入石油焦、通入惰性气体和/或通入氧气来调节各组沸腾氯化反应单元内的反应温度。进一步的是，每一组沸腾氯化反应单元的氯化反应气体流速分别通过连入该沸腾氯化反应单元底部的供气系统各自独立控制，并按逐渐加深的氯化反应顺序流速逐渐降低。进一步的是，所述的沸腾氯化工艺还包括起炉工序，所述的起炉工序包括低温烘炉阶段、高温烘炉以及过渡阶段，所述低温烘炉阶段的具体步骤为，1打开第一氯化单元煤气、空气管路上的调节阀、控制阀，2点燃气体预混室补热烧嘴，通往入适量煤气、空气，3根据尾气温度需要调整煤气量，保持预热尾气温度，对沸腾氯化炉进行预热；所述高温烘炉以及过渡阶段的具体操作步骤为，1当氯化炉内温度超过500℃后，加大通入空气量，2通过进料系统加入一定量的石油焦，使其在氯化炉内充分与空气反应，3当氯化炉内温度达到900℃以上后，逐渐打开第一流化单元进料系统，缓慢加入富钛料及石油焦混合料，降低空气量，增大氯气量，确保系统稳步进入正常反应，4在第一氯化单元达到500℃时，打开第二流化单元煤气、空气管路上的调节阀、控制阀，重复上述操作对第二氯化单元进行烘炉，依此类推完成第三氯化单元起炉操作，其中，新制作氯化炉的起炉按上述步骤进行；氯化炉因设备或其它故障导致投料中断，故障清除后氯化炉温度较高时直接用第二阶段起炉。本专利技术的有益效果是：本申请以现有包括加料系统、供气系统、四氯化钛收集系统和氯化炉本体的氯化炉为基础，并将所述加料系统的物料输出端从氯化炉本体的中部与该氯化炉本体连接，所述供气系统的气体输出端从氯化炉本体的底部与该氯化炉本体连接，所述四氯化钛收集系统的物料收集端从氯化炉本体的顶部与该氯化炉本体连接，然后再通过增加至少两组氯化深度逐渐加深的沸腾氯化反应单元构成新的氯化炉，并使沿氯化方向顺序的布置在氯化炉本体下部的各组所述的沸腾氯化反应单元通过各自的上口溢流接通，使所述供气系统的气体输出端分别与各组所述沸腾氯化反应单元的底部连接。这样，在对高品质富钛料进行沸腾氯化时使进入氯化炉本体内的细粒级富钛料随氯化深度的加深，先后分别以溢流的方式进入相邻的各组氯化参数可以独立控制的沸腾氯化反应单元的逐渐氯化来提高富钛料的氯化率和产品收率。由于采用本申请提供的沸腾氯化炉，在本申请提供的氯化工艺的配合下对高品质富钛料进行氯化时，细颗粒富钛料可以沿氯化方向顺序的多次氯化，再加上本申请的氯化炉顺应的细颗粒富钛料重量轻，易溢出的特点，分别设置通过上口溢流顺序连接的多个沸腾氯化反应单元，使溢出的细颗料富钛料可以有效的得到回收和再次氯化，达到有效提高氯化效率，显著降低氯化损耗的目的。附图说明图1为本专利技术用于细粒级富钛料的氯化炉的简化结构示意图。图中标记为：加料系统1、供气系统2、四氯化钛收集系统3、氯化炉本体4、沸腾氯化反应单元5、沸腾氯化室6、气体预混室7、氮气或惰性气体输送管8、旋风收尘器9。具体实施方式如图1所示是本专利技术提供的一种能有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于细粒级富钛料的氯化炉，包括加料系统(1)、供气系统(2)、四氯化钛收集系统(3)和氯化炉本体(4)，所述加料系统(1)的物料输出端从氯化炉本体(4)的中部与该氯化炉本体(4)连接，所述供气系统(2)的气体输出端从氯化炉本体(4)的底部与该氯化炉本体(4)连接，所述四氯化钛收集系统(3)的物料收集端从氯化炉本体(4)的顶部与该氯化炉本体(4)连接，其特征在于：所述的氯化炉还包括至少两组氯化深度逐渐加深的沸腾氯化反应单元(5)，沿氯化方向顺序的布置在氯化炉本体下部的各组所述的沸腾氯化反应单元(5)通过各自的上口溢流接通，所述供气系统(2)的气体输出端分别与各组所述沸腾氯化反应单元(5)的底部连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于细粒级富钛料的氯化炉，包括加料系统(1)、供气系统(2)、四氯化钛收集系统(3)和氯化炉本体(4)，所述加料系统(1)的物料输出端从氯化炉本体(4)的中部与该氯化炉本体(4)连接，所述供气系统(2)的气体输出端从氯化炉本体(4)的底部与该氯化炉本体(4)连接，所述四氯化钛收集系统(3)的物料收集端从氯化炉本体(4)的顶部与该氯化炉本体(4)连接，其特征在于：所述的氯化炉还包括至少两组氯化深度逐渐加深的沸腾氯化反应单元(5)，沿氯化方向顺序的布置在氯化炉本体下部的各组所述的沸腾氯化反应单元(5)通过各自的上口溢流接通，所述供气系统(2)的气体输出端分别与各组所述沸腾氯化反应单元(5)的底部连接。
2.根据权利要求1所述的用于细粒级富钛料的氯化炉，其特征在于：沿氯化方向顺序布置的沸腾氯化反应单元(5)为三组，各组沸腾氯化反应单元(5)的溢流上口沿氯化方向逐渐降低。
3.根据权利要求2所述的用于细粒级富钛料的氯化炉，其特征在于：每一组所述的沸腾氯化反应单元(5)均包括沸腾氯化室(6)和气体预混室(7)，布置在沸腾氯化室(6)下方的气体预混室(7)通过沸腾板相互隔开，各组所述的沸腾氯化反应单元(5)分别通过所述的气体预混室(6)与供气系统(2)的气体输出端连接。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的用于细粒级富钛料的氯化炉，其特征在于：所述的供气系统(2)包括有一组氮气或惰性气体输送管(8)，所述的氮气或惰性气体输送管(8)的一个气体输出与加料系统(1)的物料输出管连接。
5.根据权利要求4所述的用于细粒级富钛料的氯化炉，其特征在于：所述的四氯化钛收集系统(3)包括至少两组旋风收尘器(9)，各组所述的旋风收尘器(9)通过上部顺序连通，第一组旋风收尘器(9)的物料输入端与氯化炉本体(4)的顶部连接，最后一组旋风收尘器(9)通过其顶部与外部的四氯化钛收集结构连接，各组旋风收尘器(9)的底部分别与氯化炉本体(4)的中部连接。
6.一种用于权利要求5所述氯化炉的沸腾氯化工艺，其特征在于：所述的沸腾氯化工艺使进入氯化炉本体(4)内...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶恩东，王建鑫，刘娟，宋兵，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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