Вода
Ршс.43. Схема раздельной конденсационной системы (пунктиром показан путь циркуляции теплоносителя):
1 - пылевые камеры (кулера); 2 — сборник твердых хлоридов; 5 - рукавный фильтр; 4 – оросительные конденсаторы; 5 - водяной холодильник; 6 - погружной насос; 7 - холодильник, охлаждаемый рассолом до -10 С (раствор СаС12)
Для снятия с рукавов из стеклоткани уловленной пыли производится их отдувка парами тетрахлорида титана.
В связи с осложненностью эксплуатации фильтров с рукавами из стеклоткани на некоторых предприятиях они заменены солевым расплавом NаС1 + КС1. Расплав циркулирует с помощью аэролифтного устройства.
Извлечение титана из шлака в жидкий технический тетрахлорид составляет 92-93 %.
Очистка технического тетрахлорида титана
Содержание примесей в техническом ТiС14 колеблется примерно в следующих пределах, % (по массе): Si 0,01-0,3; А1 0,01-0,1; Fе 0,01-0,02; V 0,01-0,3; ТiOС12 0,04-0,5; СОС12 0,005-0,15; С1 0,003-0,08; S 0,01-0,08.
Кроме перечисленных, в хлориде титана часто содержатся примеси хлоридов ниобия, тантала, хрома и примеси органических соединений, например ацетилхлориды (СС13СОС1, СН2ClОСl), гексахлорбензол С6С16 и др.
Хлорид титана очищают от большинства примесей ректификацией, основанной на различии температур кипения хлоридов. Однако ректификации предшествует очистка от примеси ванадия.
Очистка от ванадия. Ванадия содержится в ТiС14 в составе оксихлорида VОС13. Отделение его от ТiС14 ректификацией затруднительно вследствие близости точек кипения ТiС14 и VОС13 (136 и 127 °С соответственно). Все известные методы очистки от ванадия основаны на восстановлении VОС13 до малорастворимого в тетрахлориде титана VОС12. На заводах в качестве восстановителей применяют медные или алюминиевые порошки.
Восстановление медным порошком протекает через стадию
образования СuТlС14:
Си + ТiС14 = СиТiС14;
СиТiС14 + VОС13 = VОС12 + СиС1 + ТiС14.
Получаемые медно-ванадиевые осадки содержат, % Тi 6-8; V 4-6; С1 ~45, остальное - кислород и примеси других элементов. Разработаны схемы извлечения из осадков ванадия и меди.
Вследствие высокой стоимости медного порошка стали применять для восстановления VОС13 порошок алюминия. Последний реагирует с ТiС14 с образованием ТiС13, который затем восстанавливает VОС13:
3 ТiС14 + А1 = 3 ТiС13 + А1С13;
ТiС1 + VОС13 = VОС12 +Т1С14.
Кроме того, протекает реакция:
ТiOС12 + А1С13 = А1ОСl↓ + Т1С14.
Осадок, содержащий VОС12, ТiC13, А1С13, направляется на извлечение ванадия. На некоторых зарубежных заводах для очистки от ванадия применяют восстановление сероводородом или органическими веществами (углеводороды, жирные кислоты и др.).
Очистка ректификацией. Очистку хлорида титана ректификацией проводят в колоннах из нержавеющей стали с дырчатыми тарелками (или тарелками с щелевидными прорезями) в две стадии (рис. 44). На первой стадии отделяют тетрахлорид титана от примеси кремния (температура кипения 81С14 58 С) и других летучих примесей (СС14, СS2, SОС12 и др.), поддерживая в верхней части колонны температуру паров 132-135 °С и избыточное давление 0,66-4 кПа. Температура в кубе колонны 140-150 С.
Неконденсируемые газы (СО2, С12, N2, СОС12) выводят из дефлегматора через гидрозатвор в систему очистки газов.
Кубовый остаток, содержащий ТiС14 и примеси высококипящих хлоридов и оксихлоридов (в частности, ТiOС12), поступает во вторую колонну, в верхней части которой поддерживают температуру 134-136 С (точка кипения ТiС14), в нижней - 137-138 С. Отбираемый дистиллят - чистый четыреххлористый титан. Примеси высококипящих хлоридов (ТiOС12, FеС13, А1С13, NbС15 и др.) остаются в кубовом остатке.
Do'stlaringiz bilan baham: |