一种从四氯化钛沉淀泥浆中回收TiCl4的方法技术

本发明专利技术公开了一种从四氯化钛沉淀泥浆中回收TiCl4的方法，其特征在于，该回收方法包括以下几个步骤：首先将四氯化钛沉淀泥浆与熔点低于300℃的金属氯化物熔盐搅拌混合；然后加热使混合物中的TiCl4在常压或减压的条件下蒸发；最后，将TiCl4蒸发后剩余的残渣经100-600℃真空蒸馏，回收其中的金属氯化物熔盐。在本发明专利技术中，回收得到的金属氯化物熔盐可以返回到TiCl4蒸发工序中循环使用；本发明专利技术具有工艺简单，TiCl4回收率高，成本低，环境友好等优点。

【技术实现步骤摘要】
—种从四氯化钛沉淀泥浆中回收TiCI4的方法
本专利技术属于无机化学领域，具体涉及一种从四氯化钛沉淀泥浆中回收TiCl4的方法。
技术介绍
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TiClyK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°C，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。而本专利技术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；本专利技术具有工艺简单，TiCl4回收率高，成本低，环境友好等优点。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术的技术方案是: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、KC1、A1C13、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°C、沸点高于136.4°C的熔盐。在第一步中，所述的加热是在温度为100-300°C，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O -15°C的TiCl4液体喷淋捕集回收得液体TiCl40第二步所述的真空蒸馏的条件为:温度为100-600°C、真空度为l_5000Pa。第二步蒸馏回收后，留在残渣中未蒸馏出来的金属氯化物依次通过加水、搅拌后加入碱调节PH值、液固分离，然后将获得的液体蒸发浓缩结晶加以回收。加入的水与蒸懼残洛按液固比1: 0.5-5ml/g搅拌混合，并加入碱调节pH值6.5~8.5o本专利技术与已有的技术相比具有以下优点及效果:由于四氯化钛沉淀泥浆的导热性能较差，且泥浆表面的TiCl4蒸发后，容易形成由TiOCl2和TiO2组成的结壳，阻碍泥浆内部的TiCl4继续蒸发。本专利技术的优势在于巧妙地利用TiCl4与金属氯化物熔盐的沸点不同，及加热过程TiCl4与金属氯化物不发生化学反应，用金属氯化物作四氯化钛沉淀泥浆的导热介质及TiCl4蒸发的分散剂，并将熔盐加热与真空蒸馏技术有机组合，不仅可以确保四氯化钛沉淀泥浆中TiCl4的顺利蒸发，而且能够实现金属氯化物熔盐在TiCl4回收过程中的循环使用，大大缩短熔盐回收工艺流程，显著降低熔盐回收成本，节约试剂，减少环境污染。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步描述，以下实施例旨在说明本专利技术而不能被看成是对本专利技术的限定。实施例1先将AlCl3与NaCl组成的熔点为160°C的熔盐300ml加入到IOOOml的三颈烧瓶中，搅拌，搅拌均匀后将固含 量为19.36wt%的粗四氯化钛沉淀泥浆500ml加入该三颈烧瓶中，在恒温180°C下搅拌2小时，得到TiCl4蒸气和残余物；将获得的TiCl4蒸气用_5°C液体TiCl4喷淋回收；且将剩余的残余物转入真空炉中，控制温度130°C、真空度为13Pa的条件下蒸馏回收AlCl3 ;然后将真空蒸馏得到的残渣按固液比l:lg/ml加水搅拌，并加入氢氧化钠将PH值调至7.5，然后进行液固分离，得到的滤液在100°C蒸发浓缩结晶得到NaCl，得到的滤渣用于综合回收；最后将AlCl3与NaCl配成熔点约160°C的熔盐，返回到TiCl4蒸发工序循环使用。实施例2先将KCl和LiCl按摩尔比1:1加入到熔化的ZnCl2中配成熔点为200°C的熔盐，再将该熔盐500ml加入到2000ml的三颈烧瓶中，然后再搅拌加入固含量为46.14wt%的粗四氯化钛沉淀泥浆500ml到三颈烧瓶中，240°C恒温搅拌I小时，得到TiCl4蒸气和残余物；蒸发出来的TiCl4蒸气用-10°c液体TiCl4喷淋回收；留下的残余物转入真空炉中，控制温度为550°C、真空度为267Pa的条件下蒸馏回收其中的ZnCl2 ;然后再将蒸馏残渣按液固比1: 1.5g/ml加水搅拌溶解其中的KCl和LiCl，并加入摩尔比1:1的氢氧化钾和氢氧化锂的混合物将PH值调至7.1，然后进行液固分离，滤液100°C蒸发浓缩结晶得到KCl和LiCl混合物，滤渣用于综合回收，最后将ZnCl2、KCl和LiCl配成熔点约200°C的熔盐，返回到TiCl4蒸发工序循环使用。实施例3先将FeCl3与NaCl组成的熔点为158°C的熔盐500ml加入到IOOOml的三颈烧瓶中，然后搅拌加入固含量56.18wt%的粗四氯化钛沉淀泥浆250ml，165°C恒温搅拌，8500Pa减压I小时，得到TiCl4蒸气和残余物；蒸发出来的TiCl4蒸气用-13°C液体TiCl4喷淋回收；且将剩余的残余物转入真空炉中，控制温度为270°C、真空度为2665Pa的条件下蒸馏回收其中的FeCl3 ;然后再将 蒸馏残渣按液固比l:2g/ml加水搅拌，并加氢氧化钠调将pH值调至7.8后，液固分离，得到的滤液常压沸腾蒸发浓缩，结晶得到NaCl，得到的滤渣用于综合回收；最后将FeCl3与NaCl配成熔点约160°C的熔盐，返回到TiCl4蒸发工序循环使用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，加热蒸发其中的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四氯化钛沉淀泥浆蒸发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。

【技术特征摘要】
1.一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，加热蒸发其中的TiCl4，得到TiCl4蒸气和残余物； 第二步:真空蒸馏回收金属氯化物 将四氯化钛沉淀泥浆蒸发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。2.根据权利要求1所述的从四氯化钛沉淀泥浆中回收TiCl4的方法，其特征在于: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。3.根据权利要求1或2所述的四氯化钛沉淀泥浆中回收TiCl4的方法，其特征在于，所述的金属氯化物低温熔盐是由 LiCl、NaCl、KCl、A1C13、FeCl3、BaCl2, CaCl2^MgCl2, ZnCl2,MnCl2, BiCl3、SbCl3、NiCl2, CuCl2中的一种或几种组成的混合熔盐，所述混合熔盐的熔点低于300°C、沸点高于136.40C ο4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学文，向小艳，王明玉，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：