一种低价氯化钛的回收利用方法技术

本发明专利技术公开了一种低价氯化钛的回收利用方法，包括：获取低价氯化钛且除杂处理和成分分析，得到待利用低价氯化钛；获取分析纯碱金属氯化物且融化后加入所述待利用低价氯化钛，得到含低价钛熔盐电解质；对所述含低价钛熔盐电解质进行电解得到金属钛；将低价氯化钛制成含低价钛熔盐电解质，可以作为熔盐电解法制备单质钛的电解质，从而实现钛资源的回收利用。从而实现钛资源的回收利用。

【技术实现步骤摘要】
一种低价氯化钛的回收利用方法


[0001]本专利技术涉及工业生产中废弃的再利用
，具体涉及一种低价氯化钛的回收利用方法。

技术介绍

[0002]目前国内外生产海绵钛的方法主要是镁热还原法，该反应原理是将四氯化钛通入含有熔融镁的还原反应器中，在惰性气体保护下气态的四氯化钛和液态的镁发生还原反应生产钛和氯化镁，该反应为：TiCl4+2Mg＝Ti+2MgCl2。在还原反应初期，镁量充足，但活性物质不足，故而反应缓慢，反应中期是快速反应阶段，钛坨主要在该阶段生成，然而到了反应后期，镁量不足，此时会发生歧化反应生成低价氯化钛，生成的低价氯化钛不但污染钛坨，影响产品质量，还会堵塞尾气管道，同时也会影响蒸馏效果。
[0003]公开号CN214496437A的专利解决了排出的低价钛堵塞尾气管道的问题，公开号CN112831675A的专利解决了低价钛影响蒸馏效果的问题，然而对于收集到的低价钛，目前没有一个明确的用途，基本当做废物处理，造成了钛资源的浪费。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供一种低价氯化钛的回收利用方法，将低价氯化钛转化生成含低价钛熔盐电解质，以其为电解质进行电解，从而达到回收低价氯化中钛的目的。
[0005]本专利技术公开了一种低价氯化钛的回收利用方法，所述回收利用方法包括：
[0006]获取低价氯化钛且除杂处理和成分分析，得到待利用低价氯化钛；
[0007]获取分析纯碱金属氯化物且融化后加入所述待利用低价氯化钛，得到含低价钛熔盐电解质；
>[0008]对所述含低价钛熔盐电解质进行电解得到金属钛。
[0009]进一步限定，在制备所述待利用低价氯化钛的步骤中，所述除杂处理包括真空干燥。
[0010]进一步限定，所述真空干燥中干燥温度为120℃～170℃，优选135℃～150℃。
[0011]进一步限定，所述碱金属氯化物包括氯化钠和/或氯化钾，优选氯化钠和氯化钾形成的混合物，优选地，所述氯化钾的摩尔比为1:1。
[0012]进一步限定，所述碱金属氯化物在融化过程中的温度为700℃～720℃。
[0013]进一步限定，在所述碱金属氯化物融化之前还包括对所述碱金属氯化物进行干燥处理，优选地，干燥温度为110℃～130℃，优选118℃～123℃。
[0014]进一步限定，在制备所述金属钛的步骤中，采用海绵钛作为阳极，采用碳钢作为阴极。
[0015]进一步限定，所述海绵钛包括等内钛和/或等外钛，优选等内钛。
[0016]进一步限定，制备所述碳化钛或金属钛在惰性气体氛围中进行。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018]1、本专利技术中所用的低价氯化钛纯度高，不会污染电解质。
[0019]2、本专利技术中水洗后的低价氯化钛进行真空干燥，可以除去低价钛中的水，避免水和二价的钛发生反应，即2TiCl2+2H2O
→
2tTi(OH)Cl2+H2(g)；测量低价钛中的钛含量和钛价分布，在制备低价钛电解质时，有助于精确控制低价钛电解质中的单质钛含量以及二价钛和三价钛的含量。
[0020]3、本专利技术通过将氧化还原反应产生的低价氯化钛制备成低价钛电解质进行回收，不但可以精确控制二价钛和三价钛的含量，还避免其他杂质对电解质的污染。
[0021]4、本专利技术中制备的低价钛电解质，可以作为熔盐电解法制备单质钛的电解质，也可以用来制备碳化钛的电解质，从而实现钛资源的回收利用。
具体实施方式
[0022]本专利技术的专利技术人生产海绵钛的过程中发现在反应后期由于镁使用量不足时发生歧化反应生成低价氯化钛，而低价氯化钛不仅会造成尾气管道堵塞，还会影响蒸馏效果，最主要的是在蒸馏结束后在反应器的盖上残留有大量的低价氯化钛粉末，目前都是直接当作废物处理，造成钛资源的浪费。
[0023]本专利技术的专利技术人发现采用碱金属氯化物和低价氯化钛进行氧化还原反应，生成符合电解性能的含低价钛熔盐电解质，含低价钛熔盐电解质可用于制备单质钛，因此制备成含低价钛熔盐电解质就可实现低价氯化钛的回收利用。
[0024]本专利技术公开了一种低价氯化钛的回收利用方法，如本文所用，所述“低价氯化钛”是指钛的价态为二价的氯化钛和三价的氯化钛的混合物；所述回收利用方法包括以下步骤：
[0025]S1.获取低价氯化钛且除杂处理和成分分析，得到待利用低价氯化钛；
[0026]本专利技术中，获取低价氯化钛可以具体为：来自还原泄压过程低价氯化钛收集槽，收集过程已进行与杂质的分离。
[0027]本专利技术中，所述“成分分析”是指所述“低价氯化钛”中钛离子化合价的测量，即钛的价态分布情况，有助于精确控制低价钛电解质中的钛含量以及二价钛和三价钛的含量，避免了制备低价钛电解质回收率低、价态不宜控制以及反应速度慢的问题。
[0028]本专利技术中，所述低价氯化钛中二价和三价钛离子的测定可以采用以下方法：将低价氯化钛用硫酸和硫酸铵溶解且冷却后以硫氰酸钾为指示剂，用硫酸高铁铵标准液滴定；所述低价氯化钛中二和三价钛离子的测定可以采用以下方法：将其用硫酸和硫酸铵溶解，再加水和盐酸，加热溶解，冷却后以硫氰酸钾为指示剂，用硫酸高铁铵标准液滴定，所测值即为二和三价钛的含量；所述低价氯化钛中总钛含量可用ICP检测，即取低价氯化钛0.5g加5ml浓盐酸溶解，溶解后定容至200ml即可检测。
[0029]本专利技术中，所述除杂处理包括对所述低价氯化钛进行真空干燥，将低价氯化钛中的游离水和结晶水除去，一是避免低价钛和水的反应，二是杜绝电解质中水分的带入；合适地，真空干燥中干燥温度为120℃～170℃，优选135℃～150℃，干燥时间根据干燥温度相应变化，一般为8～12小时，真空度为小于133Pa，优选
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10Pa；干燥温度一般为110℃～130℃，合适地，118℃～123℃，干燥时间根据干燥温度相应变化，一般为8～12小时。
[0030]S2.获取分析纯碱金属氯化物且融化后加入所述待利用低价氯化钛，得到含低价
钛熔盐电解质；
[0031]如本文所用，所述“分析纯”是指做分析测定用的试剂，其中杂质的含量并不妨碍分析测定。
[0032]本专利技术中，所述碱金属氯化物可以为氯化钠和/或氯化钾，合适地，氯化钠和氯化钾的混合物，更合适地，氯化钠和氯化钾按照等摩尔比混合而得到的混合物。
[0033]本专利技术中，融化的温度可以为700～720℃，合适地，700～710℃；本专利技术中，在所述碱金属氯化物融化前可以对碱金属氯化物进行干燥处理以避免其中的水与二价钛反应影响电解质中低价钛的含量。
[0034]本专利技术中，所述待利用低价氯化钛的加入量根据低价氯化钛中钛含量来决定的。
[0035]S3.对所述含低价钛熔盐电解质进行电解得到金属钛。
[0036]本专利技术中，电解时以金属钛作为阴极，碳钢作为阳极，金属钛可以选择钛粉、海绵钛或钛棒海绵钛，海绵钛可以选择国标中0
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低价氯化钛的回收利用方法，其特征在于，所述回收利用方法包括：获取低价氯化钛且除杂处理和成分分析，得到待利用低价氯化钛；获取分析纯碱金属氯化物且融化后加入所述待利用低价氯化钛，得到含低价钛熔盐电解质；对所述含低价钛熔盐电解质进行电解得到金属钛。2.根据权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于，在制备所述待利用低价氯化钛的步骤中，所述除杂处理包括真空干燥。3.根据权利要求2所述的回收利用方法，其特征在于，所述真空干燥中干燥温度为120℃～170℃，优选135℃～150℃。4.根据权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于，所述碱金属氯化物包括氯化钠和/或氯化钾，优选氯化钠和氯化钾形成的混合物，优选地，所述氯化钾的摩尔比为1:1。5.根据权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕福丽，刘峰，王丽艳，陈建立，李建军，祝永红，张美杰，
申请(专利权)人：云南国钛金属股份有限公司，
类型：发明
国别省市：