ужать нижні і верхні льотки. У склепінні хлоратора передбачені отвори для відводу парогазової суміші і завантаження шихти.
руда титан металургія шлак
- газохід; 2-звід; 3-Графітовий електрод; 4 - сталеві труби для овода тепла проточною водою; 5-кожух хлоратора; 6 - шамотна футеровка; 7-бункер з шихтою; 8-шнековий живильник; 9-перегородка для циркуляції розплаву; 10-фувма; 11, 12-доние графітові електроди; 13-нижній слив розплаву.
Малюнок 1 Хлоратор для хлорування титанових шлаків в розплаві
В якості розплаву служить відпрацьований електроліт магнієвих електролізерів, склад якого може коливатися в таких межах,%: KCl - 55-80; NaCl - 8-10; MgCl 2 - 4-5. Концентрація TiO 2 підтримується на рівні 1,5 - 5%, а вуглецю 2-5%. По убуванню хімічної спорідненості оксидів металів до хлору їх можна розташовуються таким чином:
K 2 O - Na 2 O - CaO - MnO - FeO - MgO - TiO 2 - Al 2 O 3 - SiO 2
Такі оксиди, як K 2 O, Na 2 O, CaO, MnO, FeO характеризуються більшою спорідненістю до хлору і легко хлорують без додавання відновника. Хлориди MgO, TiO 2, Al 2 O 3, SiO 2 цієї статті не піддаються хлоруванню без додавання відновника. Тому в шихту для хлорування як відновлювача додають нафтовий кокс.
У розплаві хлоратора протікають наступні основні реакції:
TiO 2 + C + 2Cl 2=TiCl 4 + CO 2 (9) 3 O 5 + 2,5C + 6Cl 2=3TiCl 4 + 2,5CO 2 (9)
FeO + C + 2Cl 2=2FeCl 2 + CO 2 (10)
FeO + 2C + 3Cl 2=2FeCl 3 + 2CO (11) 2 O 3 + 1,5C + 3Cl 2=AlCl 3 + 1,5CO 2 (12)
MgO + C + 2Cl 2=2MgCl 2 + CO 2 (13) + C + Cl 2=MnCl 2 + CO (14)
CaO + C + 2Cl 2=2CaCl 2 + CO 2 (15) 2 + C + 2Cl 2=SiCl 4 + CO 2 (16) 2 O 5 + 1,5C + 3Cl 2=2VOCl 3 + 1,5CO 2 (17) 2 O 3 + 3C + 3Cl 2=2CrCl 3 + 3CO (18)
У міру хлорування в розплаві накопичуються хлориди Fe, Mn, Ca, Mg, Cr, хлориди рідкісноземельних елементів, а також тверді частинки непрохлорірованной шихти. Тому з хлоратора періодично випускається частина розплаву (10-15%), і в нього завантажується свіжий електроліт в розплавленому або сипучому стані.
Вихідна з хлоратора парогазова суміш складається з газів (СО, СО 2, СОСl 2, HCl, Cl 2, N 2), парів низкокипящих хлоридів (TiCl 4, SiCl 4, AlCl 3, VoCl 3, FeCl 3, FeCl 2) і твердої суспензії, яка представляє собою висококиплячі хлориди (CaCl 2, MgCl 2, MnCl 2, CrCl 3, KCl, NaCl) і частки шихти.
Парогазова суміш піддається очищенню від твердих частинок і перекладу в рідкий стан в системі конденсації.
З хлоратора парогазова суміш надходить в пилові камери, де відбувається її очищення від твердих речовин. У пилових камерах газова фаза охолоджується від 500-800 до 120-130 о С. Охолоджена парогазова суміш потім прямує в рукавні фільтри, де відбувається додаткове очищення від твердих суспензій. Після рукавних фільтрів парогазова суміш надходить в зрошувальні конденсатори, де парогазова суміш зрошується рідким тетрахлорид титану до - 10 о С. Тут відбувається конденсація тетрахлорида титану в рідку фазу. Після конденсації TiCl 4 газова суміш направляється в санітарний скрубер, зрошуваний вапняним молоком. Тут відбувається її очищення від хлору, фосгену, хлористого водню. Очищений газ викидається в атмосферу.
Технічний рідкий TiCl 4 містить ряд домішок в розчиненому стані і у вигляді тонких твердих суспензій.
Очищення технічного TiCl 4 від твердих суспензій здійснюється відстоюванням і фільтрацією.
Очищена від твердих суспензій ТiCl 4 направляється на очищення від ванадію, яка здійснюється алюмінієвим порошком або мідної стружкою. Очищення від ванадію заснована на освіті нерозчинних оксихлоридов ванадію VOCl 2 і VClO, які випадають в осад:
3TiCl 4 + Al=TiCl 3 + AlCl 3 (19) 3 + VOCl 3=TiCl 4 + VOCl 2 (20) 2 + AlCl 3=AlOCl + TiCl 4 (21)
Отриманий після фільтрації осаду ванадієвий кек містить VOCl 2, AlOCl і TiCl 3, направляють на витяг ванадію.
Очищений від ванадію TiCl 4 піддається двухстадийной очищенні в тарілчастих ректифікаційних колонах безперервної дії (Малюнок 2).
- напірний бак; 2-підігрівач; 3-вичерпна частина колони; 4 - зміцнювальна частина колони; 5-дефлегматор; 6 - кип'ятильник; 7-холодильник; 8 - збірка кубового залишку; 9-збірка дистиляту.
Малюнок 2 Схема безперервної ректифікаційної очищення TiCl 4
На першій стадії ректифікації відбувається очищення від SiCl 4 та інших добре летких домішок (СO 2, Cl 2, N 2, COCl 2 та ін...
