四氯化钛生产中硅含量波动分析及建议
更新日期:2018-05-28     来源:轻金属   浏览次数:169
核心提示:摘要:粗TiCl4中Si主要来源于原料钛渣、石油焦。通过对熔盐氯化工艺氯化工段硅的物料平衡计算,可以认为,造成粗四氯化钛硅含量波动的最主要的原因是

摘要:粗TiCl4中Si主要来源于原料钛渣、石油焦。通过对熔盐氯化工艺氯化工段硅的物料平衡计算,可以认为,造成粗四氯化钛硅含量波动的最主要的原因是钛渣中硅含量波动,以及氯化过程中工艺控制指标的波动。建议控制钛渣的品位或硅含量,以及稳定氯化工艺控制指标。
关键词:硅、氯化、物料平衡、四氯化钛
4 控制硅含量建议
4.1 优化钛渣原料
根据氯化系统硅的平衡计算,结合目前外购钛渣的实际情况,建议采取以下措施,以达到稳定和适当降低精TiCl4硅含量的目的。
(1)全部采用TiO2≥90%的钛渣
统计分析所购钛渣的成分发现,TiO2品位低于90%的钛渣(21批)的SiO2平均为2.39%,而TiO2品位大于90%的钛渣(84批)的SiO2平均为1.68%,二者相差0.71个百分点。按照钛渣中二氧化硅的氯化率3.56%计算,采用TiO2品位大于90%的钛渣,理论上精TiCl4中SiCl4的含量平均为887ppm;而采用TiO2品位低于90%的钛渣,理论上精TiCl4中SiCl4的含量平均为1246ppm。
(2)限制钛渣的SiO2含量≤2%
统计分析所购钛渣的成分发现,钛渣的SiO2含量≤2%的批次占62.86%,SiO2平均含量为1.50%,若全部采用SiO2含量≤2%的钛渣,则理论上精TiCl4中SiCl4的含量平均为782ppm。钛渣SiO2含量≤2.2%的批次占82.35%,SiO2平均含量为1.63%,若全部采用SiO2含量≤2.2%的钛渣,则理论上精TiCl4中SiCl4的含量平均为850ppm。
4.3 通过调整,稳定TiCl4中硅的含量
鉴于目前生产的TiCl4中Si含量不稳定的缘故,特别是部分TiCl4中的SiCl4含量>0.2%,一定程度上影响了氧化半成品的质量。建议,将高Si含量(SiCl4含大于0.12%)的TiCl4与低Si含量(SiCl4小于0.05%)的TiCl4按比例进行混合,从而稳定TiCl4中SiCl4的含量,具体如下:
4.4 稳定氯化工艺控制指标
通过生产数据的分析,可以确定氯化工艺生产控制的波动对四氯化钛中硅含量有较大影响,因此建议生产过程中应稳定氯化炉工艺控制指标。如:稳定氯化炉的操作温度,减少硅的氯化率;控制适当的反应器压力和气速,减少粗TiCl4中固含量等。
5 结论
(1)通过氯化工段硅的平衡计算,由钛渣带入体系的硅占系统硅收入量的95.95%,起主导作用。体系中的硅主要以SiO2的形式通过收尘渣、废盐排出体系,熔盐氯化工艺原料中硅的氯化率为3.56%。
(2)造成粗四氯化钛硅含量波动的最主要的原因是钛渣中硅含量波动,以及氯化过程中工艺控制指标的波动。
(3)建议控制钛渣的品位或硅含量,以及稳定氯化工艺控制指标。
作者:张树立,赖奇