四氯化锡 价格是消费者会关注的话题，下面我们就来看一下这个问题。性状一四氯化锡工业品为无色或淡黄色的液体，b.p.142℃，相对密度2.3021，暴露于空气中与空气中水分反应生成白烟，有强烈的刺激性，遇水分解，生成盐酸及正锡酸。性状二无色液体或无色立方结晶。熔点-33℃。沸点114.1℃。液体相对密度2.226。溶于冷水并放出大量的热，溶于乙醇、乙醚、苯、甲苯、四氯化碳。遇热水则分解。在湿空气中吸水生成为三水物。进一步加水，生成5、8、9等不同数量的结晶水的化合物。无水氯化锡在低温下能吸收大量的氯气，同时体积形成膨胀和冰点下降；能与氨反应生成复盐；与碱金属作用生成锡酸盐。有强腐蚀性。所属类别一农药中间体: 杀螨剂中间体所属类别二无机化工产品: 无机盐: Ce液化物及氯酸盐用途与作用一四氯化锡是合成杀螨剂三环锡、苯丁锡和三唑锡的中间体。用途与作用二用于合成有机锡化合物的原料，染色的媒染剂，制造蓝晒纸和感光纸、润滑油添加剂，玻璃表面处理以形成导电涂层和提高抗磨性。用作异丁烯、α-甲基苯乙烯等的阳离子聚合催化剂。合成工艺与制法一金属锡氯化法 将金属锡熔融，然后泼入冷水，激成锡花，加入反应器中，通入干燥氯气进行反应，生成四氯化锡。由于产物中有过量的游离氯而呈黄色。可加入几片锡薄片，加热蒸馏，用干燥容器接收105～120℃的馏分，制得无水氯化锡成品。其反应式如下：Sn+2C12→SnCl4合成工艺与制法二四氯化锡是由锡和氯气为原料制成。参考质量标准参考标准指标名称 指标四氯化锡(SnCl4)/%＞ 99游离氯/%＜ 0.005锑(Sb)/%＜ 0.006铅(Pb)/%＜ 0.002铁(Fe)/%＜ 0.005铜(Cu)/%＜ 0.001砷(As)/%＜ 0.10如果你对四氯化锡 价格感兴趣，你可以登陆上海有色网进行查询，寻找更详细的信息。

不管哪一种方法，在精制除钒进程中都发生含钒(VOCI2）、高沸点杂质的TiCl4泥浆，其处理难度较大。    铝粉除钒的TiCl4泥浆按国外熔盐氯化的经历，是返回到独立的熔盐炉中处理。首要收回TiC14，之后通人C12，使VOC12从头转变成VOC13、VC14，经冷却、冷凝、收回，再制成V2O5，做到综合利用，变废为宝。    国内铜丝球除钒工艺，因铜复原后生成的VOCI2被吸附在铜丝球上，定时用HCI,清水清洗，没有办法收回钒，操作环境恶劣，影响环境。法除钒的泥浆需求独自的蒸腾设备收回TiCl4，其固体杂质弃去处理。有机物除钒的TiC14泥浆选用接连返氯化炉处理的工艺收回TiC14，钒渣(VOC12)落人氯化钒渣桶中一块被净化处理。工艺简略接连，处理才能大，节能作用非常好。含钒泥浆的处理工艺流程如图所示。    该技能已由锦州钛厂申获发明专利。    几种除钒工艺比较见下表。

于氩气气氛中，用金属镁复原制取海绵锆的出产办法，又称克劳尔法。复原产品经锆真空蒸馏别离除掉其他组分后即可取得海绵锆。 此法于1944年由美国矿务局(U．S．BureauofMine!)的克劳尔(w．J．Kroll)首要研讨成功，1950年用于工业出产。我国于1957年初次用这种办法制得，1964年用它出产原子能级的锆厂投产。这种办法仍是世界各国如今出产海绵锆的重要办法，一般出产规模为年产海绵锆2000～3000t。 原理 镁复原是在多元系ZrCl4－Mg－zr－MgCl2－ZrCl3－ZrCl2中进行的，为多相反响，复原进程和镁热复原法出产海绵钛类似。其总反响式为：ZrCl4(g)＋2Mg(1)→Zr(s)＋2MgCl2(1)反响伴跟着物料的熔融、蒸发、传热、传质、滋润等的进行，海绵锆的生成可分为三个阶段。在第一阶段中，与镁液反响，生成和MgCl2，使镁液的湿润性进步，镁液不断显露自由面而进行气(ZrCl4)一液(Mg)反响。生成的锆沉入反响器底部，随后生成的锆在其熔体表面集合长大。因为镁液沿器壁上匍匐，生成的锆都粘结在器壁表面上。在第二阶段中，足量的镁使反响速度加速，反响区温度增高，此刻主要在熔体表面进行气(ZrCl4)一液(Mg)和气(ZrCl4)一气(Mg)反响。跟着镁液的耗费，镁液自由面消失，反响进入第三阶段。到第三阶段时，生成的锆占有反响器的大部分容积，剩下的镁液经过海绵锆的毛细孔上移而与气态ZrCl4持续反响，MgCI。顺毛细孔流下，海绵锆成为金属镁和MgCl2的搬迁载体。因为镁的削减和它在毛细孔中分散速度的下降，反响速度变慢。当镁耗费65％～70％时复原反响结束。在反响后期，常会呈现因为镁直销缺乏，ZrCl4被复原成活性大而易燃的贱价氯化物(ZrCl2和ZrCl3)的状况，这些锆的贱价氯化物俗称黑粉。 设备 复原炉是一个不锈钢板焊成的柱式圆筒，按ZrCl4参加方法可分为一次性加料和接连加料两种不同的炉型。一次性加料复原炉(图)由复原炉和用法兰与之相连的蒸发炉组成。镁锭预先装好在复原炉内的反响坩埚内，坩埚上方的套筒中心为ZrCl4气体导管。装有ZrCl4的蒸发炉放置在复原炉上。炉盖与真空体系、充氩体系相通。反响生成的MgCl2熔体从溢流管定时从炉内排出。复原结束时所剩的MgCl2可从排放管放尽。产品冷却后连同反响坩埚同时取出送真空蒸馏。这种复原炉的单炉出产能力为700～800kg海绵锆，作业周期48h，镁利用率68％～72％。接连加料复原炉按参加的ZrCI4是固体或气体分为两种炉型。加固体ZrCl4的复原炉的MgCl2排放设备坐落罐身底部，罐盖与ZrCl4料仓相连，ZrCl4经螺旋加料机计量参加。加气体ZrCl4的复原炉分为可拆装的上下两部分，下部是反响坩埚，上部旁侧设MgCl2排放管，顶盖有多路管道，别离与真空体系、加料体系和氩气体系衔接。反响进程中的压力用压力调理管调理。 工艺 一次性加料复原炉开端工作时，先将镁锭放入坩埚，再将蒸发炉连同ZrCl4冷凝器移到复原炉上。两台炉子经过法兰密封对接，抽真空后充入氩气。准备工作结束后，把复原炉升温到1023K熔化镁锭。然后把蒸发炉加热至573～633K温度使ZrCl4逐步蒸发，气体从导管进入复原炉开端反响。反响温度一般为1053～1173K，炉压1．1～1．8×105Pa，反响速度与氩气和ZrCl4的分压比有关。ZrCl4蒸发快，浓度高，反响加速；反之，反响变慢。正确地调理温度和压力就可使复原作业平稳进行。当ZrCl4耗尽时，炉压会急剧下降，标明反响现已完结。 一次性加料复原炉示意图 1－复原炉；2－炉胆；3－坩埚；4－套筒；5－导管；6－蒸发炉； 7－炉盖；8－溢流管；9－MgCl2排放管；10－法兰；11－ZrCl4

富钛料与反响制取粗工艺流程如图1所示。    熔盐氯化与欢腾床氯化TiCl2淋洗、冷凝体系底子相同，最底子的差异在于氯化炉和收尘器体系。    1.熔盐氯化工艺流程    熔盐氯化工艺流程如图2所示。    熔盐氯化工艺经历最丰厚的厂商应属哈萨克斯坦共和国乌兹基市镁钛联合厂商。该厂商共有6台熔盐氯化炉，每年能够出产海绵钛3.0万吨。相当于年产8.0万吨的氯化法钛厂的出产才能，可是单台氯化炉的出产才能不高，为日产100-120吨粗TiCl4的水平。[next]    2.熔盐氯化工艺首要设备    (1)熔盐氯化炉的结构熔盐氯化炉的结构如图3所示。熔盐氯化炉发动比较费事，首要应把炉外熔融的NaCI-MgCI2混合熔盐压人炉内，吞没电极，送电升温。不断加人枯燥的NaCl盐直到反响要求的高度，提温到750℃以上能够加料进行反响。     由加料孔向炉内加人配好的混合料，由通氯管通人或氧化循环尾气开端反响。[next]    生成的TiCI4、FeCI2、FeCI3、AICI3、C02、CO等进人扩大段，炉气带出粗颗粒炉料及熔盐颗粒沉下降人熔盐中，炉气经出口进入收尘器。反响开端需送电提温，因反响放热，反响正常后完全能够自热。反响区温度到达750℃稳定一段时间后，就能够中止送电。炉盖、扩大段、过渡段、炉缸都有冷却水套，在正常反响时通水移出反响热，维护炉衬，下降炉内温度，避免反响区温度过高构成很多熔盐进步恶化操控条件。    (2)收尘器因熔盐氯化，氯化炉出口炉气压力为微正压，收尘器底子选用重力沉降收尘器。收尘器的首要效果是经过大的表面积散热，使750℃左右的炉气冷却；而且使炉气下降流速，使炉气中固相FeCl2、气相FeCI3、AICI3结晶长大沉下来，用桶装送到处理工序。    收尘器可为多级。强化散热榜首级收尘器表面焊有散热片，内衬有耐酸混凝土层，避免在较高的温度下，金属壳体被炉气中的剩余腐蚀。第二级壳体无内衬，加强散热。一般在内壁上结有FeCl3,AICI3黄色渣层，阻挠金属筒体被氯化，可运用多年，可是也下降了散热才能。    熔盐氯化工艺中当炉温较高常常有NaFeCI4, NaAICI4低熔点物生成，简单构成炉气出口、收尘器筒壁、顶盖结疤。当长大受冲击，振荡易掉下，时有堵住出渣口、料桶口的现象发作。因而操作中要严格操控氯化炉温不要太高，削减低熔点NaFeCl4、NaAICI4生成，避免上述的事情发作，一起也可削减粗TiCI4中的泥浆量。      NaCl十FeCl3===NaFeCI4      NaCl＋AIC13===NaAICI4    NaFeCl4、NaAICI4被称为低沸点的“固体”，熔点一般在188-430℃之间。    其他氯化物的沸点见下表。    含有AICI3、FeCI3的TiCI4泥浆料返回到氯化炉体系（包含烟道、收尘器），每l000kg料浆气化后可从氯化炉中带走380-420MJ的热量。有利于操控炉温，简化氯化炉的结构。一起发作的反响其反响式如下：      3Ti02（s）＋4AICI3（g）===3TiCI4（g）＋2 AI2O3（s）↓TiO2（s）＋4FeCI3（g)＋C（s）===TiCI4（g)＋4FeCI2（s）↓＋CO2↑    这样能够有效地除掉泥浆中的AICI3、FeCI3，使其变成高熔点、高沸点的杂质从体系中除掉，一起又进步了氯的利用率。一般向氯化炉内返泥浆愈平稳接连，除杂质的效果愈好，愈能削减TiCI4中的泥浆含量，愈有利于进步的利用率。此项技能锦州厂已获专利权。    (3) TiCI4淋洗塔其效果是被降温到250℃以下的TiCI4炉气，在淋洗塔顶用TiCI4淋洗进行充沛换热，使90％左右的TiCI4被吸收，由气相转为液相而搜集下来。一般TiCl4淋洗塔为逆流操作；选用文丘里洗涤器的为顺流操作。淋洗塔如图3所示。[next]    (4)冷凝设备选用常温或低于65℃ TiC14淋洗吸收的方法是不能把一切TiCl4淋洗（冷凝）吸收下来的。由于正常状况淋洗用的TiCI4尽管经过冷却到50-65℃，淋洗后的TiCl4料液一般在90℃左右有较高的蒸气压20kPa。为进一步使TiCI4冷凝下来，进步钛的收回率，一般选用冷冻盐水冷却到-20℃下的TiCl4料液去冷凝气相TiCl4。冷凝设备有喷淋塔和膜式冷凝器。膜式冷凝器是在换热器中壳程走冷冻盐水，管程中经过TiCl4气体，在管程上冷凝构成TiCl4液膜并吸收TiCl4气体的设备（见图4）。为使98％以上的TiCl4收回下来，淋洗、冷凝设备选用多级吸收的工艺。 [next]    (5)气液别离器TiCl4经过淋洗、冷凝后）98％被搜集下来，但随不凝性气体(CO, C02、N2等）夹藏的TiCl4液滴，经过别离器别离液相进步收回率。    前两组淋洗单元淋洗进程运用蛇形管换热器，用工业水冷却换热；后两组用冷冻盐水换热，冷却TiCl4流体使温度到达-15℃以下，与炉气中的TiCl4触摸，使炉气中的TiCl4悉数冷凝下来，进步收回率。由于TiCl4中会有一定量的泥浆，首要是FeCl2 ,FeCl3、AICl3等杂质，在炉气温度较高的状况下很简单构成结垢，阻塞淋洗塔的栅板和挡板塔的挡板，所以在氯化用料杂质较高时一般不选用上述两种类型的淋洗、冷凝设备。    为了避免泥浆料的泵罐中淤积，一般选用如下方法。    ①操控榜首、二级淋洗槽TiCl4料浆的温度≥90℃，使固体颗粒处于悬浮状况，不易堆积。    ②在容器内加拌和，使固体颗粒在机械力的效果下无法堆积。    ③经过泵循环冲击TiCI4浆料，使固体颗粒难以堆积。    ④塔下部规划成瀑布式，用淋洗液从高处落下以很大的能量冲击泵槽底部，使固体颗粒不易堆积并节能。例如，哈萨克斯坦乌兹基工厂就是这样做的。    3.熔盐氯化的工艺参数    (1）最佳熔盐的组成Ti02 1.5%-5.0％；C 2％- 5％；NaCl 15％-20％；KCl 30％-40％；MgCI2 10％-20％；CaCI2＜10%；FeCl2＋FeCI3＜10％；Si02＜6.0％；Al203＜6.0％。    当Ti02<1.0％时，其他杂质被氯化下降了氯的利用率，一起也使TiCI4中杂质升高。    在实践中因KCl较贵，能够恰当削减KCl的配人量。当熔盐组分中Ti02外的其他氧化物组成增高时，熔盐的物理性质变坏，黏度添加，熔点升高影响氯化功率，有必要周期性地排出废盐并弥补新盐（首要是NaCl、KCl)。    (2)炉气的组成（炉温较低时）    TiCI4 63.8％；SiCI4 1.0%；AICI3 1.9％；FeCI3 0.5％；FeCl2 0.3％；N2 9.4％；C02 21.0％；CO 0.37％；固体成分1.73％；FeCI3、FeCl2的含量首要与高钛渣中的铁含量有关。    （3)首要工艺参数    ①反响温度700-800℃。    ②用于熔盐氯化最低浓度（体积）70％。    ③作业熔盐中组分Ti02 1.5％-5.5％；C 2％一5％；Si02＜10％。    ④盐层高度<5. 5m.    ⑤排放废盐中Ti02 <2. 0％。    ⑥废气中游离量<3. 2mg/L[2％（体积）〕。    ⑦氯化炉炉气压力1470Pa。    ⑧氯化炉炉气出口温度700℃。    ⑨进人淋洗塔炉气温度<250℃。    ⑩淋洗塔循环泵槽中TiCI4温度≥90℃。    ⑾冷冻盐水的温度＜-20.0℃。    ⑿捕集器（气液别离器）＜-5℃。[next]    4.熔盐氯化工艺现在的首要问题    熔盐氯化工艺最大的长处如下：①用料比较广泛，欢腾氯化运用困难的CaO, MgO高的钛渣，熔盐氯化都能够运用；②熔盐欢腾层的操控较气固流化床简单。    现在影响熔盐氯化开展的有下面几方面的问题。    ①每吨TiCI4大约产出200kg的废盐；年产6.0万吨的氯化法钛白工厂将产出12000吨废盐，处理较困难。综合利用有待进一步研讨。    ②熔盐氯化炉现在规划距大型氯化法钛白要求距离较大。出产才能偏小，匹配困难。最大的熔盐氯化炉日产TiCI4只要130吨，相当于年产1.5万吨钛白才能。更高出产才能熔炉开发有待证明。    ③熔盐组成中含有很多NaCl, KCI,极易同FeCI3、AICI3构成低熔点“液体”。黏附在炉壁、收尘器上，使设备结疤，易掉下阻塞出料口。一起构成固体颗粒在TiCl4中堆积，使之循环运用困难，要定时整理槽子。    ④熔盐炉发动烘炉，化盐十分费事，需求的附属设备如化盐炉等较多；日常还要常常加人新盐调整熔盐成分，工序较为烦琐。    ⑤多台熔盐炉与氧化炉对接困难；各炉的工艺技能参数难以平衡，操控十分困难。    ⑥氯化炉排盐操作较风险，环境恶劣，不如流化床排层床料易操作。

（一）中杂质及其分类    无论是熔盐氯化仍是欢腾氯化工艺制取的粗都会有必定的杂质，包含气体、液体、固体杂质，不能直接用于出产钛白，有必要经精制处理，除掉有害杂质，使红棕色的污浊液变成无色通明的液体，才干满足下道工序的要求。    粗TiC14液的大致成分见表1。    这些杂质对钛出产发生的损害可分为两类：一类是影响产品白度的杂质，如钒、锰、铁、铬等；另一类是影响氧化半成品的晶型转化率的，如SiC14。当TiC14中的SiC14含量≥0.10%（质量）时，就会发生显着的影响效果，所以有害杂质有必要除掉。    粗TiC14液中杂质的分类及特征见表2。    关于氯化法钛白来讲，精制工序最主要的使命是除掉溶于TiC14之中的VOC13、VCl4，使之到达    VOC13的蒸气压(p)随温度的升高而增大，可按下面的经历式核算：                lgp＝-2.5×105T-1＋1.02×103    蒸气压的核算值和实测值见表4。粗TiC14和杂质氯化物蒸气压与温度的联系见表5。

粗TiC14中含有固体、液体和气体杂质，特别是与TiC14别离系数较小的液体杂质VOC13对钛的白度影响很大；SiC14在氧化进程中对晶型转化率影响较大。针对杂质在粗TiC14中的不同特性，其详细的别离办法如下。    （一）高沸点和低沸点杂质    首要根据它们与TiCl4沸点及蒸气压差异狠大，选用物理办法—蒸馏式精馏法除掉。高沸点杂质富集在蒸馏釜内；气体杂质在加热时经过精馏塔逸出；而与TiC14互溶的低沸点液体杂质SiCI4经过精馏塔除掉。精制设备流程如图所示。    精制除高沸点、低沸点杂质的详细操作如下：粗TiCl4由粗TiC14罐计量加到粗TiC14高位槽中，经计量从塔中上部加人浮阀塔，当TiC14流人蒸馏釜中，送电加热到TiC14的沸点（约140-145℃），发作的TiC14-SiCl4混合蒸气从浮阀塔下部进入塔中，经过浮阀逐步向上移动，冷却下来的TiC14沿溢流孔向下活动，根据SiC14-TiC14的沸点相差较大及蒸气压的不同进行别离。因SiC14沸点低，越向上，气相和液相中的SiC14浓度越高，愈向下液相中的TiC14浓度愈来愈纯，塔顶部操控57一60℃，高于SiC14的沸点；仅含有少数的TiC14而绝大部分为SiC14的气体进人冷凝器中，被冷凝下来。尾气中含有、等经过液封罐排出，进人洗刷体系。冷凝下来的SiCI4为进一步精馏提纯，经计量从塔顶部加人即回流，而经过精馏提纯的不含气体杂质和SiCl4的TiC14从塔底部排到TiC14贮罐，待下一步去除钒。溶于TiCl4中的高沸点杂质富集在蒸馏釜中，定时排放到粗TiCl4罐中，最终回来氯化处理。[next]    在精馏除掉SiC14的进程中，除硅作用首要依靠浮阀塔的级数，每层塔板都相当于一个蒸馏器，串联的级数越多，精馏的作用就越好。浮阀塔占地面积小、节能、简略、操作高效。按国内粗TiC14的状况，浮阀塔可选27层塔板，提馏段18层塔板，精馏段9层塔板，原料为不锈钢。    塔径和板距离同产值、操作弹性、塔板功率有关。盘式浮阀塔主张选用的塔径和塔板距离见下表。    （二）粗除钒    粗TiC14中的钒首要是以VOC13方式溶于TiC14之中，使粗TiCl4呈黄色。在氯化法钛白工艺中，钒对发作的白度影响极大，所以有必要除掉。    TiC14与VOC13的沸点附近，仅差10℃，别离系数a为1.22，用简略的物理办法别离是十分困难的，因而常用化学法除钒。其机理是加人还原剂，使VOC13转压为VOC12，使其沸点升高且不溶于TiC14，这样经过蒸馏办法到达把钒除掉。    详细的化学法除钒办法如下。    (1)办法1  铜除钒法。铜以铜粉或铜丝方式加人TiCl4之中，发作如下反响：                    TiC14＋Cu===CuCl·TiCl3            CuCl·TiCl3＋VOC13===VOC12↓＋CuCl＋TiC14    当TiC14中溶解的AICl3的浓度大于0.1％时，会使铜表面钝化，阻止除钒反响的进行，所以应该在加铜除钒之间把去除。而在氯化法钛白的出产中需求AIC13作晶型转化剂，有利无害，所以氯化法钛白的工艺中不必铜除钒。    (2)办法2  铝粉除钒。哈萨克斯坦乌兹基镁钛联合厂商出产海绵钛时，精制选用铝粉除钒工艺，且经验丰富。国内东北大学从前进行铝粉除钒的小型实验，但至今国内涵工业上没有施行。    其反响机理是在有AIC13作催化剂的条件下，把铝粉加人到TiCl4之中，发作如下反响：               TiC13＋VOC13===VOC12↓＋TiC14    AIC13可将溶于TiC14之中的TiOC12转化为TiC14。其反响式如下：              AIC13＋TiOCl2===TiC14＋AIOCI↓    即便AIC13没有反响，它在TiCl4中有余量，对氯化法钛白氧化制取金红石型Ti02是有利而无害的。    小型实验进程：先把定量的AIC13晶体加人到TiC14之中，再加人需求量的铝粉，摇摆，溶液显紫色（TiC13生成）之后，铝粉剧烈发作反响，反响器内有亮光发作，完毕后溶液变为无色，TiC13消失，转变为TiC14。反响发作许多的热，较风险。[next]    铝粉较铜粉经济，除钒进程可接连，但制备含有AIC13的TiC14浆液是不接连的，AIC13简单吸潮，发作沉积。向TiC14加人铝粉，通人制取AIC13进行除钒的进程安全性较差，宜慎重进行。    (3）办法3  除钒法。是一种强还原剂，它将VOC13还原成VOC12沉积，可经过沉积和过滤，将其与TiC14别离。其反响式如下：            2VOC13＋H2S===2VOC12↓＋2HCl＋s↓    除钒作用好，并能够一同除掉TiC14中的铁、铬、铝等有色金属杂质和细涣散的悬浮固体物，在过滤时与VOC12一同被除掉。除钒成本低，但是一种有恶臭味、剧毒和易爆破的气体，恶化劳作环境。只要工厂附近H2S产品资源丰富且很廉价时，才有或许选取这种办法，综合利用。国外海绵钛厂和氯化法钛白厂曾选用这种除钒办法。    (4)办法4  有机物除钒法。能够用作除钒的有机物许多，常用有植物油、矿物油，硬脂酸钠等。有机物根据粗TiC14中含钒量加人，正常少于TiC14总量5%。混合均匀，并加热至136-142℃，使其炭化，重生的活性炭将VOC13还原成VOCl2，沉积除掉。    该工艺特点是全进程接连，出产能力大，除钒兼有除低沸点、高沸点杂质的功用，一步完结。如对精TiC14质量要求不特别严厉时，能够一次完结到达用于氯化法钛白、电子级钛白的精TiCl4合格的标准，工艺简化。矿物油直销资源广泛，除钒成本低，操作安全。国内外大型氯化法钛厂都选用此工艺精制TiC14。    缺陷是有机物除钒进程中易发作浮渣，易阻塞管线、阀门和外表传感元件，给操作带来不方便，产品含碳有所增加，在出产海绵钛时需求进一步除掉。

无论是氯化法钛白生产还是海绵钛生产过程中，粗TiCI4的制取工艺基本相同。以氯化炉为主体设备可分为以下几种。    ①固定床氯化随着技术的进步已经被淘汰。    ②熔盐氯化哈萨克斯坦、中国锦州正在应用。    ③流化床氯化流化床氯化被普遍采用，快速循环流化床氯化正处于开发阶段。                      Ti02＋2CI2===TiCI4＋02         △G0T＝184300-58T（T为409一1940K)    该反应即使T=2000K, △G0T>0由此可见，在标准状态下不能自发进行氯化反应。    只有在加碳的情况下，钛铁矿、金红石才能正常反应。其反应式如下：        Ti02（s）＋2C（s）＋2CI2（g）===TiCI4（g）＋2C0（g）            △G2＝48000-266T（T为409一1940K)        Ti02（s）＋C（s）＋2CI2（g）===TiCI4（g)＋C02（g）            △G3＝210000-58T（T为409一1940K)    在正常情况下以上两反应△G pco；当T>980K时，pco2Mn0>Mg0>Fe203>Fe0>Ti02>A1203>Si02。其中钛的低价物氯化优于Ti02，其顺序为：Ti0>Ti203>Ti305>Ti02。    各物质在800℃时的氯化率见下表。    由此可以看出，在沸腾炉未被氯化的床层料和熔盐氯化排出废盐之中以Si02、A1203为主，其次为CaO, MgO.因CaO, MgO熔点低，沸点高，可被氯化成CaCI2、MgCl2且挥发度低，所以在沸腾炉氯化床层料中的比例大时最易造成烧结，黏附在筛板上造成筛板堵塞，影响氯化炉正常运行，因此要求原料中CaO, MgO含量要低。

粗TiC14的沸点随溶解杂质的特性和含量而异。一般说来，高沸点杂质的溶解可使其沸点升高。相反，低沸点杂质的溶解可使其沸点下降。    在0.1MPa压力下测得粗TiC14中杂质与TiC14的别离系数a见表6。    SiC14-TiC14相图和VOC13-TiC14相图别离如图1,图2所示。    （二）杂质在四氛化钛中的溶解度[next]    1.气体杂质的溶解度    大部分气体杂质的TiCl4中的溶解度都不大，而且随温度的升高而下降，在欢腾时易于从中逸出，因而简单除掉这些杂质。其间在TiCl4冷凝过程中吸收适当数量的，在受热后放出，易对设备发生腐蚀。    在TiCl4中的溶解度见表7。表7  在0.1MP 压力下在TiCl4中的溶解度温度/℃020406080100136溶解度/%11.57.64.12.41.81.10.03     2.液体杂质的溶解度    TiC14中液体杂质SiC14, CC14. VOC13. CS2, SOC12,CH2CICOC1, S2C12，可按恣意份额与TiC14互溶，因而这些杂质是较难别离的。其间SiC14、VOC13在氯化法钛白出产时，因为影响晶型转化率和产品白度而有必要除掉。    3.固体杂质的溶解度    TiC14中的悬浮物杂质几乎不溶于TiCl4，大多数固体杂质的溶解度尽管随温度升高而升高，但其值比较小。因而，经蒸馏比较简单除掉，都留在蒸馏釜中。    一些固体杂质在TiCl4中的溶解度见表8.

高纯二氧化锗（GeO2）是将高纯（GeCl4）参加去离子水分化而成的。经过过滤使固体GeO2与水解液别离，水解液中的锗含量一般为2～4g/L。现在，一般选用直接往水解液中加氯盐法或参加等质量的进行蒸馏的办法收回其间的锗，锗以GeCl4的方式得到收回。驰宏公司选用第二种办法收回水解液中的锗，需耗费30%的工业约110t/a，发生H＋浓度为6.5mol/L的蒸馏残液约200m3/a，环保处理时困难比较大。本研讨就是为了寻觅一个成本低和残液发生量较少的环境友好型锗收回新工艺。       一、试验部分       （一）质料       试验所用水解液是从高纯GeCl4水解生成GeO2后的水解上清液，为淡黄色的酸性溶液，悬浮有少数白色漂浮物，其化学组成见表1。此外，试验所用试剂MgCl2·6H2O，MgSO4·7H2O，MgO均为分析纯（广东省汕头市达濠精密化学品有限公司出产）；NaOH，NH3·H2O为分析纯（上海化学试剂有限公司出产）。   表1  水解液首要化学组成水解母液c（H＋）/（mol·L－1）ρ（Ge）/（g·L－1）1#4.513.402#4.822.753#5.032.12       （二）试验原理       高纯GeCl4水解成高纯GeO2的化学反应式为： GeCl4＋2H2O＝GeO2＋4HCl   或：GeCl4＋（x＋2）H2O＝GeO2·xH2O＋4HCl       水解生成的GeO2具有必定的溶解度（0.004mol/L），是一种可溶性的结晶氧化物。       向水解液中参加与氯化镁，首要生成溶于水的锗酸钠，后生成不溶性的锗酸镁，此进程的化学反应式为：   GeO2＋2NaOH＝Na2GeO3＋H2O   Na2GeO3＋MgCl2＝MgGeO3↓＋2NaCl       过滤枯燥后将锗酸镁与按1∶6（质量比）参加到蒸馏釜中一起蒸馏，运用GeCl4沸点低（83.1℃）的性质，锗便以GeCl4的方式得到收回，此进程的化学反应式为：   MgGeO3＋6HCl＝MgCl2＋GeCl4＋3H2O       （三）试验办法       试验在室温下（25℃）进行，锗收回首要包含以下几步（图1）：图1  从水解母液中收回锗的工艺流程   （因故图件不清，需求者可来电免费讨取）       过程1：选用NaOH与NH3·H2O调理水解液的pH值为7.0～8.0，参加MgCl2、MgSO4和MgO作为沉积剂，使锗生成不溶于水的锗酸镁（MgGeO3）。       过程2：将过程1所得溶液过滤，得到含锗滤饼。       过程3：将含锗滤饼进行枯燥，能够削减滤饼40%～60%的含水量，以便蒸馏。       过程4：将枯燥脱水后的滤饼与一起蒸馏，在大约70～100℃使锗以GeCl4的方式蒸发，用分析纯吸收蒸馏出来的GeCl4。       二、成果与评论       试验发现，选用NaOH或NH3·H2O来调理水解液的pH值，对锗收回率几乎没有影响。运用NH3·H2O调理水解液的pH值时，会有必定量的NH3冒出，因而从往后的工业使用考虑，试验选用NaOH来调理水解液的pH值。       （一）Mg/Ge摩尔比对锗收回率的影响       试验中选用MgCl2作为沉积剂，沉积时刻为24h，Mg/Ge摩尔比对锗收回率的影响见表2。由表2能够看到随Mg/Ge摩尔比的添加，锗的收回率也是不断添加的。含锗量高的水解液，锗的收回率也比较高，但锗沉积后的上清液中含锗量根本一起。当Mg/Ge摩尔比到达1.5时，锗的收回率比较抱负，持续添加Mg/Ge摩尔比对锗收回率的影响不是十分显着。因而，将Mg/Ge摩尔比确定为1.5。   表2  不同Mg/Ge摩尔比条件下的锗收回率/%水解母液n(Mg)/n(Ge)00.511.522.51#65.392.495.998.599.199.12#57.190.594.998.298.898.93#41.687.193.197.598.598.5       （二）不同镁化合物对锗收回率的影响       试验中选用MgCl2、MgSO4或MgO作为沉积剂，Mg/Ge摩尔比为1.5，沉积时刻24h，锗收回率见表3。由表3可知，MgCl2与MgSO4作为沉积剂，锗的收回率都比较抱负，而MgO的沉积作用不抱负，这可能是因为MgCl2与MgSO4在水溶液中都能够电离出Mg2＋，而MgO则不能。   表3  不同镁化合物对锗收回率的影响镁化合物收回率/%MgCl298.3MgSO498.2MgO85.3       （三）氯化铵对锗收回率的影响       据有的材料介绍，溶液中若有NH4＋存在时，水解液中的锗更简单沉积分出。试验中选用MgCl2作为沉积剂，沉积时刻为24h，参加不同量的NH4Cl，锗收回率见表4。由表4成果能够看到，NH4Cl的参加量对锗收回率几乎没有影响。   表4  氯化铵对锗收回率的影响n(NH4Cl)/n(Ge)收回率/%098.20.598.5197.81.597.1296.82.595.6       （四）沉积时刻对锗收回率的影响       试验中选用MgCl2作为沉积剂，Mg/Ge摩尔比为1.5，沉积时刻对锗收回率的影响见表5。试验发现，参加MgCl2后，能够在4h内根本完成沉积。   表5  沉积时刻对锗收回率的影响沉积时刻/h收回率/%292.5498.11298.0       （五）蒸馏法收回锗沉积中的锗       将枯燥后的锗沉积滤饼均匀混合后，锗的档次测定为31.55%。试验时每次称取1000g锗沉积滤饼，参加6000g工业一起蒸馏，锗以GeCl4的方式得到收回。依据公司多年的出产经历，1kg的锗能够出产GeCl4为1576mL，蒸馏工艺锗的收回率见表6。   表6  蒸馏工艺锗的收回率水解母液GeCl4理论产值/mLGeCl4实践产值/mL收回率/%1#497.2491.598.852#497.2489.598.453#497.2488.598.25均匀497.2489.598.52       三、结语       本研讨获得了一种新的从水解母液中收回锗的工艺，此工艺首要包含用NaOH或调理水解液的pH值，参加镁化合物生成锗酸镁沉积，过滤得到锗沉积并烘干，再用传统的蒸馏工艺收回锗。选用此工艺能够使锗的收回率到达98%以上，最佳试验条件为：选用NaOH来调理水解液的pH值至7～8，MgCl2或MgSO4作为沉积剂，Mg/Ge（摩尔比）为1.5∶1，沉积时刻为4h。       驰宏公司水解母液的发生量为110m3/a，含锗均匀为3g/L，选用此工艺发生档次为31.55%的锗沉积约为1046kg，需求30%的工业约6.5t/a，选用新工艺比选用旧收回工艺每年可节省工业100t左右，而锗总的收回率根本一起。

流态化氯化又称欢腾氯化。流态化简称流化，是使用流体的效果，将固体颗粒群悬浮起来，而使固体颗粒具有某些流体的表观特征，因而强化了气一固间、液一固间、气一液一固间的触摸进程。这种使固体颗粒具有某些流体特征的技能被称为流态化技能。使用于氯化工艺进程被称之为流态化氯化。如金红石流态化氯化制取TiCl4、锆英砂流态化氯化制取ZrC14等都归于这类氯化工艺。    在流化床中床层压降△p，流体流速u和物料颗粒空地度之间有必定的联系（见图1）。    ①在气体低流速时(u ut），固体颗粒开端带出容器，并处于悬浮情况，床层自在面消失，床层压降(△p)跟着固体颗粒带出量添加而下降，此称为带出速度或逸出速度，此刻称为稀相流化或气体运送阶段。    当然这是一种颗粒均匀，液固系散式流态化的一般规则，在实践使用进程中往往杂乱一些。气固系在做流化试验时能够看出，当气体流速u略大于umf之后，在流化试验管内的颗粒散布呈不同情况。在散布板上必定高度为密相段。轴向高度之上颗粒散布逐突变稀，其两相间有较显着的流化界面（见图2）。 [next]    在密相段颗粒湍动返混处于悬浮情况与流体充沛触摸；在稀相段有少数颗粒在悬浮，并看得见有少量极细微的颗粒被气流带出。    流化床的压力降△p可按下式核算：                    △p＝Lmf（1一εmf）（ρS-ρt）    式中，△p为流化床压降；Lmf、εmf为床层颗粒开端流化时的床层高度和空地度；ρS为固体颗粒密度；ρt为流体密度。    从以上公式能够看出，当εm、ρS、ρt必定的情况下，△p取决于料层的高度Lm。实践在流态化氯化操作中最主要是操控流化操作速度u和床层压降△p来完成平衡操控的。    常用弗劳德准数Fr来判别流化类型，其公式如下：    式中，u为流体流速或称空塔流速；g为重力加速度；dp为固体颗粒均匀直径。    当Fr     正是因为床内气体和颗粒的剧烈运动，使床内温度均匀，这是流化床的一个主要特色，传热系数比较大。正常流化暗示如图4所示。    当床层直径小而气速不高时，床层大部分颗粒向上运动，近壁处则向下运动，然后构成颗粒的循环运动。    当床层直径较大而气速又高时，则床层中可存在多少颗粒循环运动区。    一般用床层压降的动摇、流化层密度的改变、温度的散布、气体停留时间的散布等参数来点评流化床的好坏。    因为物料粒度、配料以及操作参数的失控，流化床常有不正常的现象呈现（见图5）。[next]     ①沟流。当物料颗粒间黏结，使气体在床层的固体黏结块旁经过。或者说很多气体短路在空地度大的部分穿过，在床层内构成一些狭隘的通道，而其他的物料并未流化。仅床层内流道周围部分流化，称为沟流。此刻床层压降远比物料浮力小，一起上下动摇。呈现孔道时，压降下降；孔渠崩塌时，压降上升。发生沟流时，床层径向温度差较大，传热功率下降，未流化的物料易烧结，气体使用率低，反响尾氯中游离氯显着增高；生产率下降，直至床温不能坚持停止。    一起，过细微的颗粒、没有必定份额的颗粒物料或湿度大的物料，选用高度一直径比大的反响器都易构成沟流。    ②腾涌（时令）。当流化床内气泡逐步会集长大，乃至气泡直径可挨近小反响器直径时，床层上部的物料呈活塞状向上运动，相似脉冲送料，料层到达某一高度的气泡崩裂又坠下，称为腾涌。    发生腾涌时，床层压降急剧动摇，料层不均匀，气固系触摸不良，不少物料被吹跑，气体使用率下降，炉衬因剧烈冲击易磨损掉落。实践中尾气中含气量上升，收尘器料量添加，生产能力下降。    过大的固体颗粒或过大的气体速度及欢腾床直径过小（＜0. 5 m）都是发生腾涌的原因。    在流化操作中，应防止发生不正常流化。一旦呈现，有必要针对发生原因，采纳恰当办法加以克服。    金红石或高钛渣流态化氯化进程具有如下特色。    ①气体介质具有强腐蚀性。流态化的气体介质及反响生成物TiCl4、SiC14、FeC14、FeC13、AIC13等氯化物都具有强腐蚀功能。特别是氯化高温下简直与一切的物质反响。因而炉衬有必要耐腐蚀、耐冲刷；要求密封材料功能高；与氯化炉、收尘器相匹配的设备及构件要求选用耐高温、耐腐蚀的金属材料、非金属陶瓷材料。    ②反响温度高。正常反响温度在950-1000℃之间，当选用CaO、MgO偏高的物料时，要求更高的温度把CaCl2、MgCl2带出氯化炉，为此给设备制作带来更大的难度。    ③炉气中含粉尘多。流化态氯化的进程中物料不断地被破坏、磨损、反响而粒度变细发生粉尘被反响发生的炉气带出炉外，使物料使用率下降。特别是一些高沸点的氯化物，在氯化炉高温下升华为气态，而脱离氯化炉经换热降温，又冷却结晶为固体分出，加大了尘量。这是氯化进程所期望的，但加大了废渣处理的难度。    ④在加碳反响制取TiC14的进程中，两种固体反响物料的密度相差约为2.5-3.0倍。为使两种物料在流态化氯化时坚持杰出的流化情况，在同一气速下，都能很好地触摸不分层，顺畅彻底反响，要求各自要有严厉的均匀粒度，一般石油焦的均匀粒度大于金红石（或高钛渣）的粒度，大约为1.4倍。可用下面的理论公式核算：

国内1000吨／年、3000吨／年的工业实验配备是在常压下进行的设备，出产能力小，特别是氧化炉除疤体系很杂乱，作业率低。只要在锦州引入1. 5万吨／年氯化法技能并攻关成功后才使我国氯化法钛白的中心技能—气相氧化技能有了腾跃，设备水平挨近国外先进水平。    （一）四氛化钛预热器    预热器的效果是把精TiCl4气化并预热到450-550℃，其设备与炼油厂的原油加热炉类似（见图1）。    （二）氧气预热器    TiCl4气相氧化工艺要求是将氧气加热至1800℃后，再与450-550℃的TiC14气体均匀混合进行反响。一般选用两段式加热：榜首段预热器先把氧气预热到850-920℃；第二段在氧化炉内用焚烧发作的热量再把流人的热氧流加热到1800℃。氧气预热器的结构如图2所示。    （三）三发作器    TiC14气相氧化进程中晶型转化剂AIC13的参加和发作的工艺有以下几种。    (1)溶解法。把AIC13溶解在TiC14中，这种办法工艺进程杂乱，设备多，加人量难以操控得精确，需求定时除掉水解的AIC13，操作条件恶劣，环境很差。这种办法现已被筛选。    (2) AIC13提高法。国内3000吨／年的工艺中曾选用。因AIC13装料条件差、蒸发量操控困难等要素，没有构成产业化设备。    (3)用铝粉与反响直接发作AIC13，一起与TiC14气体均匀混合后进人氧化炉进行反响。这种办法发作的AIC13活性强，反响热得到充沛使用，工艺进程简略，可控性强。现在国外大型设备都选用这种办法出产。    该办法又分为两种工艺：一种为熔融铝法，国外有K. M公司选用；另一种为流化床法发作AIC13，许多大公司选用。流化床发作器的结构如图3所示。[next]    作业原理：参加慵懒填料的发作器经过预热到200℃以上。按产能要求，加人过量铝粒的一起别离通人TiC14和定量的C12，使慵懒物床流化的一起，铝粒与反响生成AIC13并放出很多的热，与同步导人的TiC14进行热交换并混合。炉气上升到扩大段，铝粉颗粒沉下去，炉气净化后由出口进人氧化炉。因为慵懒填料丢失由慵懒物加人体系补加新的填料。填料的效果是避免铝粒彼此触摸，在高温下熔结在一块，一起也有强化传热、传质的功用。停产时可由放料管放出床中的慵懒填料和残留的铝粒。    这种工艺设备体积小，出产能力大，传质、传热效果好，结构简略，安全可靠，悉数参数由DCS操控。其反响式如下：                  2A1（s）＋3C12（g）===AIC13（g)                      △H0＝-584.5048kJ/mol              △G0＝-99000＋16. 4T（500～932K)    国外大型设备根本都选用此办法。    国外加人碱金属盐的流化床AIC13发作器流程如图4所示。 [next]     该设备在用铝粉与反响生成AIC13的一起，也在流化床内加人定量的碱金属盐（一般可以加人无水油酸钾），并随气流一块进人反响区，既有促进晶型转化的效果，又有促进晶粒细化的效果，一箭双雕。    （四）氧化反响器    氧化反响器的方法多种多样，按氧化加热方法分为焚烧二次提温型、CO作燃料反响器、等离子加热等多种方法。最为遍及的是焚烧二次加热使氧气提温到1800℃的方法。按除疤方法分为喷砂除疤式、喷盐除疤式、喷盐和气流维护式、高速气流和气膜维护相结合等多种方法。而最为遍及、先进的为高速气流、加盐除疤的方法。按TiC14喷人方法分为单狭缝和双狭缝喷人节能型。    氧化反响器是TiC14气相氧化技能的中心设备，它关系到氧化产品是否具有杰出的颜料功能，高的使用价值。氧化反响器的除疤体系关系到全体系的安稳运转，设备耐高温、耐腐蚀功能关系到全体系的安全可靠性，它是氯化法钛白出产厂和工程技能人员最为重视的关键设备。    在这里需求着重指出，TiC14气相氧化进程是在高温、高压、强腐蚀介质下进行的，简略手工操作现已不能满意安全出产和出产出高品质产品的需求，所以不管是国内、国外，都彻底是计算机自动操控，即我们常说的DCS操控体系。这样的DCS操控体系曩昔需求进口，现在国内现已彻底可以出产，满意各种杂乱工艺的要求。    下面要点介绍几种用户反响器。    (1) CO作燃料的氧化反响器。CO和氧气从反响器炉头进入，经散布板整流，轴向喷入焚烧室焚烧，温度达2000℃（见图5）。下流榜首环慵懒气体沿切向多孔喷人，意图方法旋转气幕（膜），维护第二环TiCl4喷人环不过热，喷口不结疤和反响高温胀大气流不返混。第二环为TiCl4喷入环，TiC14沿环进人流道，经缓冲稳压室稳压之后，又经过均布分配孔沿径向喷人反响器内与高温（≥18000C）的热氧正交混合，并瞬间发作反响。因发作很多的热量和，极易被氧化的反响器内层表面经过冷却剂冷却。第三环为气膜有防结疤的效果，慵懒气体在此环沿切线快速喷入构成气膜，使新生成的Ti02粒子无法与反响器内壁触摸，避免结疤。又因旋转气速较快对器壁有必定的吹扫效果，减平缓冲刷去结疤，延伸反响器的作业时间。一起对体系轴向气流和器壁有冷却效果，操控Ti02长大和避免内层被热腐蚀。TiCl4与O2充沛反响的反响室，此处温度可达1400℃，器壁有水冷维护。反响后混合气流温度可达1400℃，反响器出口规划有混合气流骤冷设备。该反响器反响室为价200mm*1500mm，反响室各部件用镍制成，水冷，出产能力为5.0吨/h TiO2。 [next]     这套氧化反响器简直与锦州的结构十分类似，区别只在于锦州厂是用加热。锦州厂的实践证明，这种三环式结构杂乱，各喷孔易热腐蚀烧坏，特别在预热500℃的TiC14气体中搀杂没有彻底反响完的铝粉时，第二环即TiC14喷入孔十分易被烧损变形，影响TiC14和O2的充沛混合，反响导致TiO2的粒子不能满意颜料的要求。    (2)多孔壁反响器。多孔壁反响器的结构如图6所示。热氧与TiCl4气流笔直穿插混合后进入反响区，反响区圆筒壁有小孔以高速喷人C12或慵懒气体，冷却反响壁不被腐蚀的一起构成气幕阻隔新生成TiO2粒子不与反响器壁触摸，完成避免结疤。多孔壁开孔率为0.1％-0.6％，清洁气体的用量为TiC14的1/20-1/3（质量比）。孔壁原料以镍质为最好。内径305mm，每平方英寸①（lin2=6.4516*10-4m2）开有一个直径1.6mm小孔，600-700℃的TiC14以18t/h的速度加人，1400℃的氧气以2260m3/h的速度加人，枯燥的室温C12以1130-1360kg/h的速度送人穿过多孔镍壁，使壁温在300℃以下，长期反响后多孔壁不结疤，清洁润滑。    特色：进人冷风量比较小，当出产能力较大的反响器引人的气量占炉气中份额很小，对氧化反响的搅扰和对浓度的冲稀效果都是很小的。这种氧化反响器的改进型正在线上运转。    (3)固体颗粒冲刷法除疤的氧化反响器。选用喷砂或粗粒子的Ti02使用高速运动固体颗粒的冲刷效果，处理喷口及反响器壁结疤的问题。选用喷砂法要求后处理严格操控，喷砂不能进人包膜罐，否则会影响产品质量。而Ti02的颗粒会使后边处理工艺简略化，较为适用。典型的喷砂除疤反响器如图7所示。

经预热的氧气夹藏石英砂，以15.24m/s（最好为30. 48m/s)的速度从给料导管轴向喷入。高速冲刷O2和TiC14成夹角穿插射流混合喷口处及反响区扩展管壁的疤料，Kerr-McGee公司运用这种技能。石英砂的粒度为10-40目(0.4-1.7mm），在氧气悬浮气流中浓度为0.1-v2.16g/ft3②（Ift3＝0.0283168m3）。    (4)高速气流再配以加盐除疤式的氧化炉。这种氧化炉的结构更为简略（见图8)。TiC14与Oz成90度穿插混合，因为推动力压力很大，在氧化炉高温区停留时间很短（≥0. l0s)，形成很高的流速(10-15m/s）。反响新生态的TiO2粒子还来不及在器壁上结疤，就进人骤冷段；与此同时，以N2作载体加人岩盐冲刷器壁上结疤，完结长周期安稳运转，现在国外大公司产能高的设备简直都选用这种办法。[next]    (5) TIC14双喷口节能型氧化反响器，其结构如图9所示。 [next]     作业原理：通过预热并按份额混有AIC13的TiC14气体，份额占TiCl4加人总量的约50％-60％，喷人与总量的热氧反响放出很多的热量；混合气流极快地流到TiC14喷口Ⅱ，与TiC14气流第2次穿插混合。第二孔喷人的TiCl4吸收部分反响热，升温很快，又开端同热氧反响。反响热并同上游混合流一并进人反响段完结悉数反响。    特色：喷口n喷出的TiC14吸收喷口Ⅰ下流的反响热，首要，可适当下降氧气的预热温度，节省了动力并有利于氧气预热量安全运转；其次，可使反响温度控制在1450℃，不至于过高；第三，因喷口Ⅱ的TiC14升温耗费了部分热焓，能够削减急剧骤冷通人的冷却气体量。这是现在最为先进的技能。此款设备的生产才能可到达年产10万吨钛。    国内20世纪开发的刮刀式氧化炉是比较落后的设备。现在氧化反响器朝着结构简略、高速(150m/s)、高压(0.4MPa)、气膜和加盐相结合除疤方法为主的方向开展。    （五）悬浮气流冷却、气固别离和制浆设备    从氧化炉移出的悬浮气流Ti02固相的浓度约为33％（质量），浓度达≥68％（体积）需求突然冷却到700℃以下，一般工艺上采纳的办法如下：①喷入冷却枯燥的循环尾气或，氮气直接冷却降温；②把冷却导筒浸人水中强化移热；③为加温传热，导游管内加人固体颗粒多为岩盐烧结的Ti02颗粒，冲刷管壁上的结垢，进步传热才能。    冷却导管的长度应满意在进人脉冲袋滤器前的悬浮气流的温度要低于275℃，以利于延伸滤袋的运用寿命。    气固别离设备可分为两级：榜首级旋风收尘器；第二级为脉冲布袋收尘器；也有一级脉冲布袋进行别离的，但粉尘浓度高所需求的布袋面积较大。布袋一般选用美国GORE-TEX、BH的公司全四氟乙烯、覆膜滤袋，也能够用覆四氟乙烯膜的玻璃纤维布袋，造价廉价一些。GORE-TEX公司的覆膜滤袋具有一种强韧而柔软的纤维结构，有满足的力学强度、杰出的清灰性，在低而稳的压力丢失下能长期运用，比普通的滤袋寿命长并能完结零排放。    制浆设备，布袋设备搜集下来的热Ti02粉料，经旋转阀加到制浆罐中，用去离子水稀释制浆并下降物料温度，发生的水蒸气和释放出的HC1、C12排到稀碱液脱氯罐中去脱氯后外排。    对设备的技能要求见表1。

(1)气相氧化反应及热力学数据    TiC14气相氧化过程的反应式如下：              TiC14（g)＋O2（g)===Ti02（R）＋C12（g)    反应热效应为：△H0=-181. 5856kJ/mol（为放热反应）。    不同温度下的反应热按基尔霍夫公式计算：    各种物质的热容见表1。不同温度下反应热焓值见表2。    从表2中可以看出气相反应是放热反应，其热烩值变化不大，随着反应温度升高，热焙值略有降低。其反应热不足以维持反应在高温下进行。为保证反应的同步、快速进行，在工业实践中通常把TiC14、Oz预热到一定温度再进行反应。这样就使气相氧化装置略显复杂一些。    (2) TiC14气相反应的动力学    TiC14气相氧化生成Ti02是多相复杂反应，其特征是在相变过程中成核。反应大致包括下列步骤。    ①气相反应物在极短时间内相互扩散和接触。    ②加人晶型转化剂兼成核剂AIC13 ,首先与氧反应生成Al203，并成核。    ③TiC14与O2反应生成TiO2，并附着在A1203核上长大。    ④TiO2晶核长大，并转化为金红石型。表示为：[next]                      nTiO2（s)→（Ti02）n（s）                      nTiO2（A)→（Ti02）n（R）    ⑤生成物被快速降温并移出反应区，控制晶体颗粒长大，防止失去颜料性能。    通常认为，TiCl4气相氧化反应是非均相成核的典型例子，优先在反应器壁上成核。随着反应进行，新相Ti02颗粒不断黏附在反应器壁上，Ti02产物不断长大形成疤层。实际也是如此，在反应器壁表面形成黏软的疤层又被气流冲刷不断去除，反复进行，周而复始。在没有有效驱除疤层的情况下，疤层就会逐渐加厚、烧硬，最终会影响反应正常进行，这就是通常讲的氧化炉结疤。

（六）二氧化钛（中间半成品）脱氛    从布袋搜集下来的半成品二氧化钛吸附必定量的(0.1％一0.5％）的游离氯，微量的TiC14氯氧化物如TiOC12、Ti2O3C13等。这些杂质不脱除带人后处理会影响产品的白度，制漆时氯与树脂反响影响漆用功用，产品吸潮变黄，使设备的腐蚀严峻。工艺要求脱出二氧化钛粒子吸附的及其他氯化物。    脱氯的办法首要分为干法脱氯和湿法脱氯。    1.干法脱氯    干法脱氯首要为沸腾床脱氯。干法脱氯工艺流程如图10所示。    流化床通电加热，温度控制在400-500℃，吸附的氧化半成品从炉中间加人，炉底筛板吹入枯燥空气，使Ti02粉料流化被空气从Ti02粒子表面脱出进人空气中，稀释从气固混合流经旋风、布袋收尘器别离，气相进人碱淋洗塔净化。    脱氯后的料制浆经泵送到后处理涣散后砂磨。也有的把干料送入粉磨机磨成细粉。    这种办法工艺杂乱，设备繁复，耗能多，现在氯化法生产工艺已被筛选。    2.湿法脱氯    现在大型氯化法钛白的设备基本上都选用湿法脱氯。湿法脱氯工艺流程如图11所示。[next]     一般用的脱氯剂有焦钠(Na2S2O5),硫代硫酸钠（Na2S2O3）、（H202），脱氯反响式如下：    （1）H202脱氯反响            2HC1（g)＋H202（I）===C12（g)＋2H2O（1）          NaC1O（1）＋H202（1）===NaCl（1）＋O2（g）＋H20（1）    （2）焦钠、硫代硫酸钠反响                    C12＋H2O===HC1O（1）＋HCl                    NaOH＋HC1O===NaCIO＋H20    Na2S2O3（1）＋4C12（g)＋5H2O（1）===                                    Na2SO4（1）＋H2SO4（1）＋8HC1                  NaOH＋HCl===NaCl＋H2O              H2S04＋2NaOH===Na2S04＋2H20    Na2S203＋NaCIO十H2O===Na2S404＋2NaOH＋NaCl    （3）Na2S03脱氯：                    Na2S205===Na2S03十S02                Na2S03＋Cl2===Na2S04＋2NaCl    脱氯反响首要是把具有较强氧化性的游离氯、次氯酸、次氯酸盐还原成安稳的氯化物如氯化钠，而钠、硫代硫酸钠、焦钠等脱氯剂被氧化成硫酸盐在后处理时很简略被洗去，不影响产品漆用功用。    （七）氧化尾气的循环运用    经过脉冲布袋别离后的氧化尾气大致成分见表2。表2  氧化尾气成分成分Cl2COCO2O2HClN2含量/%68~790.8~1.64~64~81~310~13     浓度很高一般回来氯化运用。回来运用最简洁的办法是直接运送到氯化工序运用，杜邦、美礼联等一些公司都是这样做的。条件是氧化炉的工作压力高，从氧化运送到氯化进程中通导才能大，阻力丢失小，无需加压可直接运用。因氧化尾气中含有4％-8％的氧气在氯化炉与碳反响放出热量，使氯化炉气的温度给后边TiC14的冷凝带来更多的困难。    此外，为防止氧化尾气直接用于氯化带来的热量、废气量大的缺陷，国外某公司运用低温TiCl4吸收氯的特色，运用TiC14在低温下吸收把与其他无用成分的气体分隔，然后将TiC14加热后吸收的释放出来，再经过加压以较纯的循环运用。    在TiCl4中的溶解度见表3.[next]表3  在TiCl4中的溶解度温度t/℃-2020406080100120含量/%56.728.116.310.16.754.713.272.27     尽管这样的工艺较为杂乱，但送到氯化工序的纯，不含氧气，能够进步氯化率，削减反响热，使TiCl4冷凝的工艺得到简化。    氧化尾气直接运送的管道因压力较高，其含HCl很简略液化腐蚀管线，在生产中运用衬四氟乙烯的钢管作用很好。    （八）晶粒细化剂参加    在氧化反响进程中为了得到产品均匀粒径0.25μm且粒径散布窄的产品，实验证明，必需要加人晶粒细化剂。细化剂多为碱金属盐类的水溶液。其中最经济、作用也非常好的晶粒细化剂是KCl。    晶粒细化剂加人流程如图12所示。     经过实践人们认识到氧化反响器首要应具有以下功用。    ①使与TiC14反响的氧气被加热到≥1180℃，并能完成使其气流成平稳轴向脉冲流。    ②使被加热到420一500℃的TiCl4气体能均匀、接连地径向喷人反响器内。    ③使轴向高温氧流与沿必定视点径向喷人的TiC14气流穿插，快速混合完成传热、传质同步开端反响，该视点与轴向成60°-90°角。    ④具有穿插混合气流升温胀大不向燃烧室返混的办法。    ⑤有牢靠的使TiC14喷口邻近及喷口下流反响器不结疤，及时冲刷除疤，确保反响器长周期运转的功用。    ⑥反响器中温度高达1450℃以上，有强腐蚀介质热氧及浓度≥65％（体积）的流，设备材料应具有耐腐蚀、耐高温的牲能和保护办法。    ⑦反响器结构上易腐蚀件易替换保护，结构简略。    ⑧反响器结构有利于高温悬浮气流快速脱离反响区进人冷却区。    依据以上功用的要求，氧化反响器的开发阅历了不断创新的进程，因此为满意反响器首要功用，各氯化法钛白生产厂研发了多种多样的氧化反响器，其技术创新推进着氯化法钛白的技术进步。

式中，dp碳为碳颗粒的均匀粒径；ρ钛料为钛料的密度；ρ碳为碳颗粒的密度；dp钛料为钛料的均匀粒径。    杰出流化态氯化首要条件如下。    ①流化速度(u)。挑选适合的流化速度(u)是树立杰出流化的要害。    实测的空气为流体，钛渣和石油焦不同粒径在常温下与临界流速的联系如图6所示。它标明两种物料在同一流速(u)下相比较，石油焦粒径要大一些，与经历公式相符。在实践使用中流化时一般气流速度较大，物料混合激烈，虽然两种物料密度相差较大，但因粒度也相差较多，彼此有必定份额，而且粒度也有必定规模，所以床层中分层现象并不显着。    按界说umft，事实上ut与umf之比值约为50-100,规模适当宽。有必要根据冷模试验确定好的空塔流速(u)。当流化速度低时，氯化速度低，生产率也低；当流化速度高时，细粉料被带出炉外的量大；下降了在炉内的停留时间，尾氯中含氯量增加对氯化进程是晦气的，增加了环保处理费用。适合的流化速度u是umf的5-10倍。[next]    ②炉体的结构。流态化氯化炉的炉体结构对构成杰出流化有很大影响。常见的为分散型，首要参数有流态化段高度-直径比、扩大段直径一流化态段直径比等。结构简略的分散型流态化氯化炉首要由炉体、气流散布器、加料器、排渣器、气固分离器和丈量外表组成。炉体按部位由炉顶、炉身和炉底三部分组成。按结构，外层是钢材焊接而成的炉壳，炉壳内层是密封和融热材料，最里层是炉壁。炉壁可由数层耐火和保温材料砌成，或用耐高温、耐腐蚀、耐冲刷、气密性好的料捣固而成。常选用酸性或半酸性耐火材料作炉衬材料，如石英砂、炭砖等。特别是流态化段，温度高、浓度大、含碳量高，易被反响熔融。物料对炉壁冲刷严峻加剧损坏，为提高炉龄常把炉壁加厚。为避免渗漏内衬砌筑最好趁热打铁，避免在续接处渗氯。    炉壁结构举例：外层为捣固层，用矾土骨料混凝土或磷酸盐捣固材料捣固而成。厚度185mm。第二层为耐火砖，用豁土砖或其他半酸性耐火砖砌成。流态化段厚度为165mm,扩大段厚度为120mm，过渡段用异型砖。流态化段加厚两层。第三层为熔铸层，用电极糊熔铸而成。厚度200mm。流态化段内层为预制圈层，它用磷酸铝矾土骨料混凝土捣固预制的。便于损坏时替换。厚度约为300mm。    炉体首要参数及生产能力见表1。     ③的浓度和流量的影响。一般的浓度越高越好，一般最低浓度>70％（体积），浓度太低影响反响速率，生产能力下降，带人其他成分的气体对TiC14的冷凝晦气。流量操控在u答应规模内，u大一点，氯化反响速率高，生产能力高。    ④反响温度。在温度升高时流态化氯化速度跟着加速。在流态化炉高钛渣加碳氯化试验标明，在低温（300-700℃）区，化学反响是操控过程；在高温区，即温度大于700℃时，分散为操控过程。在实践中流态化氯化的操作温度都在比较高的温度下进行，便于取得高的氯化速度。因为氯化高温下的腐蚀性强，为使工艺安全，给设备制作带来许多困难，也使造价升高。较适合的温度为900~1000℃。    氯化工艺特色比较见表2。[next] [next]     一般操作中常用普通外表粗略地判别流化情况，富钛料流态化氯化常用的判别根据如下。    ①床层压降的脉动振幅小，频率高，流化质量好。    ②流态化层中轴向和径向温度越均匀共同，温度误差越小，流化质量越好；测点上温度安稳，反映流化床层波。    ③排渣困难，炉渣流动性差；流化质量差。    ④炉气中游离氯<1.0％，标明床层中与物料触摸充沛、氯化彻底，流化质量好。    流态化氯化炉呈现异常现象的判别和处理见表3。

式中，OST为反响温度为T时嫡的改变。    常压不同反响温度时自由能、平衡常数、平衡转化率见上表3。    使用上边的计算结果绘成标明TiC14转化率X与热力学温度T的联系图1。氧化反响热力学计算结果通知咱们在氧化反响器及流场规划中，不但要考虑产能、质量、热平衡等问题，还要统筹TiCl4平衡的转化率问题，这样才干辅导咱们正确地设定氧化的操作参数。    实践中TiC14气相氧化反响是在高温下进行的（≥1300℃)，Ti02的粒子受反响温度、反响区的逗留时刻和加人的成核剂影响很大，欲制得均匀粒度为0. 2μm的高档颜料用Ti02是很不简单的事。下面临影响反响和产品功能的首要因素反响温度、反响时刻、成核剂、晶型转化剂及从反响区移出的时刻进行评论。    （一）反响温度    TIC14和氧在500-600℃就能够缓慢进行，700℃时就可显着察觉到TiO2气溶胶存在。跟着反响温度的进步，反响速率呈幂次函数添加。在600-1100℃温度范围内反响从受化学反响操控变为受动力学操控。在高于1100℃时，已到达很高的反响速率，反响时刻小于0.01s,反响的活化能为138kJ/ mol。    NB安基波夫等在电阻丝加热的石英管反响器中测定了TiC14氧化反响的动力学数据（见图2)。    从图2中能够看出，当反响温度＞900℃时，反响速率进步是十分快的。依此看，氧化操作中TiCl4和O2混合后的温度＞900℃是十分必要的。    研讨标明，该反响产品的晶型结构首要取决于反响物的开始温度（即反响的引发温度）和化学反响时刻。当反响温度为500-1100℃时，反响产品首要是锐钛型Ti02；当引发温度进步到1200-1300℃时，反响产品的金红石率可达65%-70％。因为由锐钛型Ti02转化为金红石型Ti02的活化能较高(460 kJ/mol)，特别是在反响区高温下逗留时刻极短的情况下，反响的开始温度就更显得更重要一些。实践证明，即便温度进步到1300℃，假如不加晶型转化促进剂也无法完成金红石型Ti02的转化率≥98％的目标。    （二）反响时刻    TiC14气相氧化反响需求在高温下进行，反响温度的进步尽管有利于生成粒子长大，可是生成粒子在高温区逗留时刻过长会使其过火长大，难以获得颜料用的Ti02产品。为了避免其过火长大，有必要操控生成粒子在高温区的逗留时刻。    从反响进程看，反响逗留时刻应包含TiC14与02混合成核时刻、化学反响时刻、晶粒长大和晶型转化时刻。一些研讨者经过对试验数据的数理统计处理，得出了Ti02均匀粒度与微观逗留时刻的联系，经历公式如下：[next]    结合温度操控有人曾绘出一条曲线来标明反响物和产品的温度改变（见图3）。    （三）晶型转化剂的效果    锐钛型Ti02在高温条件下能够向金红石型Ti02转化，在转化过程中自由能下降，晶体表面缩短，体积缩小，结构细密，稳定性好。应提出，因为晶型转化所需求的活化能高，晶型转化的动力学速度是缓慢的。即便在很高的温度>1300℃下，逗留数秒钟其转化率也不够大。在较低的温度≥850℃，要经20-30min才干使转化率到达抱负的程度。

富钛料制取的工艺技能有如下几个阶段。竖式炉团球固定床氯化现已被筛选；代之以发展起来的是沸腾床氯化技能。有两种工艺：其一以哈萨克斯坦、乌克兰等国家为代表（前苏联）的熔盐氯化技能；其二是以美国、日本等国家为代表的沸腾床氯化技能。沸腾床氯化设备规划大，自动化程度高，不仅在氯化法钛白生产上使用，在海绵钛生产上也使用。现在，具有发展前途的循环床氯化技能正处在小型工业实验的研制阶段。其工艺特色首要会集在氯化炉上：①氯化炉气流带出的物料搜集下来与加人的新料充沛混合预热，进步传热的功率重新人炉；②从旋风收尘器收下的料能够直接进人体系进行循环使用参加反响，处理工艺简略；③循环床的操作速度高于正常流化床的操作速度，反响强度大，产能高。    循环床氯化实验工艺流程如下图所示。

（一）流态化氯化工艺及设备    现在，无论是钛厂的氯化工艺仍是海绵钛厂的氯化工艺，多选用流化床氯化工艺技术，其流化床氯化设备流程如图1所示。    国内流化床氯化工艺技术是在前苏联竖式氯化炉基础上开展起来的，所以，收尘器、淋洗冷凝体系的设备，依然保持着前苏联老工艺设备的面貌，没有大的改动。    国外流化床氯化设备流程如图2所示。 [next]     该流程的特点是设备简化，没有熔盐氯化工艺中巨大且很多的除尘设备；代之为旋风收尘器；主TiCl4喷淋吸收塔工作功率较高，喷淋量大，一般喷淋量与产出TiCl4之比为(6-10)：1；到达充沛传热、传质，湿式除掉固体夹藏物的意图；该体系中的热量彻底经过功率较高的换热器带出体系之外，防止热量堆集，确保体系内的热平衡。    （二）流态化氯化的设备出产才能    现在国内流态化氯化的设备才能与海绵钛出产才能匹配规划比较小，一般在Φ1000-1400mm,产能日产20-25吨粗TiCl4。根本都是无筛板的。为习惯海绵钛出产的大型化开展，遵义钛厂正在建造Φ2400mm流态化氯化炉。    国外无论是海绵钛出产仍是氯化法钛出产，流化床氯化炉的规划都很大，一般以年产6.0万吨钛计，每天约产粗TiC14550吨。流化床氯化炉的直径可达Φ5000mm以上。    （三）流化床首要工艺技术指标    ①钛质料的利用率96％-98％。    ②氯的利用率92％-94％。    ③单位面积出产才能15-30吨粗TiC14/（m2·天）。    ④氯化尾气含氯量≥l0lb/h①（① 116＝0. 45359237kg。）（以100％C12计）。    ⑤氧化循环尾气中C12浓度）70％（体积）；海绵钛出产镁氯循环的工艺Cl2浓度）90％；哈萨克斯坦乌兹基厂Cl2浓度≥92％，能够循环运用。    （四）流化床别离固体氯化物的方法    ①用满足量的TiC14液体冷却，淋洗使FeC12、FeC13悬浮在TiC14的液体中。收尘器温度操控要高于FeC13沸点20℃。    ②把炉气激冷至400℃，防止FeC12分解成FeCl3，然后用TiCl4喷淋换热到200-210℃，持续用TiC14淋洗使TiC14、SiC14、Vocl3一块冷凝下来。可防止FeCl3在器壁上结垢。    ③悬浮在TiC14之中的FeC13、AIC13等固体颗粒在向氯化炉或蒸腾降温烟道中喷发时可发作反响，生成FeC12、A1203在旋风收尘器中被除掉，以防止恶性循环，添加TiCl4之中的含固量。    ④流化床层料的处理。排出的床层猜中首要成分为Si02、C、CaC12、MgC12等，被放出可用水洗去可溶性CaC12、MgC12等杂质，烘干后可回来从头配料运用（美国专利419118)。国内一般也采纳这样方法收回有价值成分。

从上表4中能够看到，晶型转化率受温度影响很大。在1500K时晶型转化所需的时刻与反响所需的时刻在数量级上大体一致，可同步完结。    实践中证明，单一TiCl4与O2反响的金红石型转化率只要30％-65％，为取得金红石型产品含量≥98. 0％需求加人晶型转化剂。我国在开发氯化法钛白技能中从前做过很多晶型转化剂的挑选实验，终究以为AIC13是最经济、作用较好的晶型转化剂。氧化产品中A1203含量达0.9%-1.2％时，产品中金红石型的含量就完全能够完成）98.0％的要求。    实践也证明，TiCl4气相氧化反响过程中没有引人成核剂，产品的均匀粒度粗、粒度散布宽，很难得到优秀的颜料级Ti02粒子。一般的成核剂有水蒸气及元素周期表中榜首主族元素、第二主族元素及镧系元素的盐类，如锉、钠、钾、钙、、铈的各种盐类，它们在高温下很简单生成氧化物。一般把它们按必定份额溶解在水中，使用氮气或许氧气作载体把它们压送到氧化反响器中，最好加人到热氧气流中。    经过实验，以为最好的成核剂为。当加人KC1量为(90-110)×10-6时，产品的CBU（炭黑底彩值表明产品消色力）进步5-6，到达12.4。满意颜料对氧化半成品的要求。    各种碱金属氯化物作成核剂的挑选性实验见下表5。美国专利2791490、5201949、3208866较具体地叙说了加人晶粒细化剂对炭黑底调的影响。炭黑底调是Ti02粒子巨细和粒子巨细均匀度的一种测量方法的衡量单位，值愈大，其粒子愈细，散布愈会集。其反响条件氧气过量系数为1.10,预热到1000℃，TiC14蒸气预热到800℃，反响区温度在1000-1400℃之间，把盐溶液喷到紧靠反响区的热氧流之中。

粗TiC14精制的尾气中首要含有释出的C12、COC12, HCl及没有彻底冷凝下来的TiC14、SlC14的气体，精制体系的尾氯处理工艺流程如图所示。    （1）用H2O吸收SiC14和TiC14                  SiC14十3H2O===H2SiO3十4HC1                  TiC14十3H2O===H2TiO3＋4HC1    HCl溶于水中，H2SiO3构成胶冻，易阻塞管线和阀门，H2TiO3为乳白色的水合物。    (2)用NaOH碱液吸收              2NaOH十C12===NaC1O＋NaCl＋H2O    (3)总污水用Ca(OH)2处理酸性水，消除酸性                2HC1＋Ca（OH）2===CaC12＋H2O    (4)用Na2S2O3去除废酸液中的NaC1O            NaC1O＋2HCl===2NaC1＋H2O＋C12↑    当还原剂Na2S2O3缺乏或在废水聚集的中途遇酸反响，逸出Cl2形成二次污染。    当出产中有TiC14气体排放时，能够经过部分排风把TiCl4、HCl等有毒、有害气体吸人淋洗塔进行处理。    有机物除钒的现场操作为DCS自动控制进程。其液位计、压力计（一次元件）的挑选非常重要，决议体系安全运转的可靠性。一般吹气式液位计、雷达、超声波等料（液）位计都不太好使。而选用插人式隔阂压力计外表测定液位较适用。    精的运送选用磁力泵较好没有走漏；含钒泥浆泵宜选用慢转速、半开式大叶轮，带有气体密封环的泵比较适用。    精制的设备特别是精TiC14的贮罐、中间罐等宜选用不锈钢原料较为适宜。

用TiCl4制造钛白的研究工作开展得比较早，曾出现过三种方法，即液相水解法、气相水解法、气相氧化法。    液相水解法的工艺与传统的硫酸法相似。主要工艺过程为：TiCl4主要采用稀释法或中和法水解制备晶种→TiC14液相水解→制成偏钛酸H2Ti03→锻烧→制成金红石型钛白。在水解过程中产生大量的稀HCl难以循环利用。    气相水解法是TiC14蒸气与水蒸气在400℃温度下进行水解反应，制成颜料用的钛白，副产品为HCI.该法同样存在HCI利用问题，另外在高温下HC1的腐蚀性较为严重，耐腐蚀性的材料难以解决。这样该法必然存在着对产品的污染，因此该法没有形成工业化。    TiCl4气相氧化法同样经历了严峻的考验，闯过工艺、设备材料关，其工业化的进程比普通化工要慢一些。经过多个资深公司的开发使工艺成熟，并实现生产装置简单，生产能力大，自动化程度高，产品质量优良的特点，使之得到快速发展。

贵州遵义钛厂是我国最大的海绵钛全流程大型冶炼厂，是国内名列前茅的海绵钛出产大厂。在冶炼进程中有很多发作，为了削减环境污染，运用水洗除氯，这样就会发作很多的废，这种废酸浓度大约为20%，难以处理，并且由于废酸中含有很多杂质，所以对其收回使用也有必定的困难。燃眉之急是怎样处理钛厂废。贵州作为我国的矿产资源大省之一，其锰矿的储量居于全国第三位。贵州省的锰矿资源首要散布在遵义、松桃两区域。跟着近年严峻的无序挖掘，导致锰矿资源档次逐渐下降。这种中低档次的菱锰矿作为冶金、化工等职业的出产质料，很难对其进行开发使用。由于贵州省大部分锰矿资源具有贫、细、杂的特色，所以选矿也有必定的困难，对遵义、松桃两地的中低档次锰矿资源的综合使用一直是一个冶金化工等职业科研人员比较重视的问题。因而，本文作者提出用钛厂废浸出遵义区域中低档次菱锰矿制备四水的试验计划，选用单要素的研讨办法，别离调查浸出温度、浸出时刻、液固比、酸过量系数对锰浸出率的影响。 一、试验 (一)原理菱锰矿与浸出反响首要是菱锰矿中的碳酸锰与发作反响的进程，并且菱锰矿中的Fe2O3、FeO、CaO、MgO等成分也均能与反响而溶解到溶液中，其首要反响方程如下：MnCO3+2HCl(1)=MnCl2+H2O+CO2 △G@=-100.661KJ/mol) 核算可得上述反响的吉布斯自由能△G MaterialW(Mn)/% W(Fe2+)/% W(Fe)/% Rhodochrosite 19 5.6 10 Psilomelane massive 28 - -Manganese dioxide 42 - - 三)办法与工艺流程通过拌和浸出的方法，行将和硫酸渣按必定的液固比配成浸出液在加热的条件下进行，然后进行过滤净化得到四水产品，其工艺流程如图1所示。图1 废酸浸出菱锰矿制取四水的工艺流程 二、成果与分析 挑选浸出温度70、80、90和95℃;浸出时刻40、60、80和100min;反响液固比为2∶1，2.5∶1，3∶1;低浓度过量系数为1、1.3、1.5等几组试验别离进行单要素试验研讨。 (一)浸出温度对铁浸出率的影响 别离组织反响温度为70、80、90和95℃4组试验，浸出试验条件为菱锰矿200g，硬锰矿60g，240mL，液固比为2.5∶1，浸出时刻60min，反响进程PH值0.5～1.0，反响结尾pH值4.0～5.0。图2 浸出反响温度对锰浸出率的影响        图2所示为浸出反响温度对锰浸出率的影响。从图2能够看出，跟着浸出温度的升高，锰的浸出率会相应增高。可是温度过高对进步锰的浸出作用并不显着，相反还添加了投入本钱。因而，挑选80℃作为试验浸出温度较好。 (二)浸出反响时刻对锰浸出率的影响 别离组织反响时刻为40、60、80和100min4组试验，浸出试验条件为菱锰矿200g，硬锰矿60g，250mL，液固比2.5∶1，浸出反响温度80℃，反响进程pH值0.5～1.0，反响结尾pH值4.0～5.0。图3 浸出反响时刻对锰浸出率的影响 图3所示为浸出反响时刻对锰浸出率的影响。从图3能够看出，跟着浸出时刻的添加，锰的浸出率会相应增高。浸出时刻从40min添加到60min，浸出率进步了6%，再进步到80min，浸出率又进步了0.5%。因而，酸浸锰矿浸出时刻越长，锰的浸出作用越好。可是浸出时刻到达60min今后，浸出率的增量显着变小，考虑到60min后延伸浸出时刻会增大本钱并且作用也不很显着，所以浸出时刻挑选60min较好。 (三)浸出反响液固比对锰浸出率的影响别离组织反响液固比为2∶1、2.5∶1、3∶1的3组试验，浸出试验条件为菱锰矿200g，硬锰矿60g，250mL，浸出反响时刻60min，浸出反响温度80℃，反响进程PH值0.5～1.0，反响结尾PH值4.0～5.0。图4 浸出反响液固比对锰浸出率的影响 图4所示为浸出反响液固比对锰浸出率的影响。由图4能够看出，当反响液固比为2.5∶1时反响的浸出率最佳。因而，在反响系统中反响液固比为2.5∶1较好。 (五)废酸过量系数对锰浸出率的影响别离组织酸过量系数为1、1.3、1.5的3组试验，浸出试验条件为菱锰矿100g，硬锰矿40g，130mL，浸出反响时刻60min，浸出反响温度80℃，液固比2.5∶1，反响进程PH值0.5～1.0，反响结尾pH值4.0～5.0。图5 废酸过量系数对锰浸出率的影响 图5所示为废酸过量系数对锰浸出率的影响。从图5能够看出，当的过量系数为1.3(运用量为170mL)时，锰的一次浸出率最好，并优于其它的试验条件。因而，挑选酸的过量系数为1.3较好。但一起也能够看到，废酸运用量关于锰浸出率的影响并不太大，所以，假如结合实际需要也能够恰当挑选较小的过量系数。 (五)成果分析通过对4个首要要素进行单要素分析能够看出，针对前2个要素，跟着反响时刻的延伸，进步反响温度能够很好地进步产品的浸出率，可是当反响时刻到达60min，反响温度到达80℃今后，锰的浸出率不再有显着的改变，为了下降出产本钱，故挑选这2个参数作为最佳反响条件。从液固比和废酸过量系数2个参数能够看出，当液固比为2.5∶1，废酸过量系数为1.3倍时，锰浸出率到达极大值，故挑选这2个参数为最佳反响条件。依据探索性试验与单要素试验得到的最佳工艺条件为依据，咱们又进行了三要素三水平的正交试验，固定酸过量系数为1.3，得到了与单要素试验类似的最佳工艺条件：浸出反响时刻60min、浸出反响温度80℃、反响液固比2.5∶1。依据单要素分析可知液固比对锰浸出率的影响最大，反响温度次之，反响时刻对锰浸出率的影响最小。 (六)最佳工艺条件试验 在断定了浸出反响的最佳工艺条件之后，在固定废酸过量系数为1.3的条件下，又组织了选用此工艺参数的试验，成果如表2所列。 表2 最佳工艺条件试验成果从表2中能够看出，在相同的试验条件下由最佳工艺条件得到的锰的一次浸出率要显着优于各单要素试验所得成果。 (七)产品四水的分析将试验所得到的浸出液进行浓缩后分两步别离参加净化剂除掉里边的钙、镁离予与各种重金属离子，然后对除杂后的浸出液进行过滤、浓缩结晶，结晶后的产品经分析，质量能够到达工业级四水一等品的职业标准HG/T3816-2006，产品品质合格。 三、定论            (一)通过浸出反响的单要素试验，断定了该工艺的最佳反响条件，所得浸出液通过净化、除杂、浓缩、结晶所得产品质量能够到达现行的工业级四水的职业标准。(二)该工艺很好地处理了遵义钛业的废酸处理问题以及对遵义区域中低档次锰矿的资源使用问题，很好地完成了资源的再生使用问题，具有较高的经济价值。(三)该工艺流程简略、操作便利、出资少、效益高，易于完成工业化，有较大的实用价值。

矿床位于攀枝花市。矿床属于岩浆晚期分异矿床。    矿床产于侵入震旦系上统大理岩中的海西期辉长岩体中,岩体长19,宽5,因受断裂切割分为朱家包包、兰家火山、尖包包、倒马坎、公山、纳拉箐6个区段。其岩浆液体分异和结晶分异的韵律层发育,岩体层状构造清楚,出露厚度700--2500m。自上而下可划分为5个岩带(含矿层)，9个含矿带：浅色细粒角闪辉长岩带，厚度500～1500m，无工业矿体。    上部含矿层，为层状中粒辉长岩带，有Ⅰ、Ⅱ两个矿带，厚度10～120m，含矿率为26%。    中部暗色层状中粒辉长岩带，Ⅲ矿带产于其中，厚度160～600m，含矿率10%～20%。    下部含矿层为主要勘探与开采对象。暗色流层状中粗粒辉长岩，厚度60～500m，有Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ等5个含矿带，其中Ⅵ、Ⅷ两个矿带中的主矿体厚度各为60m，含矿率60%～78%。    底部边缘带，为暗色细粒辉长岩，Ⅸ矿带产于其中，厚度0～40m，含矿率52%。    每个韵律层自下而上其基性程度降低，含矿层(体)分别赋存在各分异次级韵律层的下部，矿体也是层状岩体的组成部分。分异作用愈彻底，含矿组分就愈富集。    各矿体形态与层状辉长岩韵律构造多保持一致，其总体走向为北东20°～40°，倾向北西，倾角30°～60°。     金属矿物主要是含钒、钛磁铁矿(由钛铁矿、钛铁晶石、磁铁矿、镁铝尖晶石组成的复合矿物)、粒状钛铁矿及少量磁黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、镍黄铁矿。脉石矿物以普通辉石、拉长石为主，有时见透闪石、绿泥石、蛇纹石、绢云母等。    矿石结构以嵌晶、海绵陨铁、粒状镶嵌结构为主，交代结构次之。矿石构造以稠密浸染状、致密块状为主，稀疏浸染状、条带状、星散浸染状次之。    该矿累计探明铁矿石储量(A+B+C+D级)8.98亿t，其中A+B+C级7.02亿t；TiO２ 5462万t；V2O5 274万t。矿石平均品位：TFe 33%，TiO2 11.7%，V2O5 0.3%，并伴生：Cr2O3 0.13%，Cu 0.04%，Co 0.02%，Ni 0.018%。    攀枝花铁矿的朱家包包、兰家火山、尖包包3个区段已建成年产矿石1350万t大型露天矿山。

含钒钢渣是含钒铁水直接在转炉里按一般碱性单渣法炼钢而得到的钢渣。该种渣成分复杂，又经常波动。含钒钢渣的特点是氧化钙含量高，钒含量较低。研究结果表明，硅酸三钙(Ca3SiO5)，其形状受空间限制，自行性差，一般呈不规则粒状填充于其他矿物格架之间，并包裹其他矿物。硅酸三钙相中V2O5的含量较低，约1.47%，但由于该相在渣中占得比例大，仍有17.88%的V2O5夹杂其中。镁--方铁石系方镁石、方锰石构成的固溶体系列，其分子为(Mg0.58，Fe0.36，Mn0.06)1.00O，该矿物中含钒很少。 钙钛氧化物是一种新矿物，分子式为(Ca3.02，Mn0.013.03(Ti1.36，V0.37，Fe0.23，Mg0.01，Si0.09)2.12O7，可简写成Ca3(Ti，V)2O7。该矿物是一种黑色厚薄不等的长板状矿物，并与其他矿物连生，钒置换钛进入晶格中。该矿物中V2O5含量为9.78%，其钒量占渣中总钒量的78%，是提钒的主要对象。含钒钢渣返回高炉处理是我国首创的一种提钒工艺。它是把含钒钢渣再烧结后返回小高炉，练出含钒2~3%的铁水，再兑入氧气底吹转炉内吹炼，得到V2O5含量高于35~40%的高钒渣。此渣在电炉内直接还原，制取含钒大于35%的钒铁合金。含钒钢渣的特点是氧化钙含量高。用传统的钠盐焙烧--水浸提钒工艺，钒浸出率很低。目前研究出的钠盐焙烧--碳酸化浸出工艺较好的解决了氧化钙的危害。 在含钒钢渣中，钒主要赋存在钒钙钛氧化物中，焙烧时钒钙钛氧化物与碳酸钠反应：2Ca3V2O7+Na2CO3+O2=3CaO+2NaVO3+Ca3(VO4)2+CO2硅钒酸钙与碳酸钠也发生类似反应：2[Ca2SiO4·Ca(VO4)2]+Na2CO3+O2 =2Ca2SiO4+2NaVO3+Ca3(VO4)2+5CaO+CO3烧结后水溶性钒约20%，碳酸化浸出的钒约60%。  焙烧主要技术条件：渣碱比100:18，钢渣的磨细度-200目大于60%，制粒后的粒度直径5~10mm，焙烧温度1100℃，物料停留时间3.7小时。技术指标是：生产能力1.58T·m-2·d-1，烟尘率0.5%，熟料转浸率85%。

钒是高熔点稀有金属，密度5.96，熔点1890℃，沸点3380℃，有耐性，在中加热变脆，含氧和氮的钒也有脆性。钒是电的不良导体，其电导率仅为铜的十分之一。室温下，钒不与氧效果，在加热条件下被氧化成VO、V2O3、VO2、V2O5，高温下与大都非金属元素(如氮、碳、硫)发作反响。钒还能与铝、钴、铜、铁、锰、钼、镍、钯、锡、硅构成合金。钒的氧化态为-1、+1、+2、+3、+4、+5，一般+2和+3价钒的氢氧化物呈碱性，+4和+5价钒的氢氧化物呈，+5价钒在不同酸度的水溶液中构成不同组成的钒酸盐。在常温下，钒有较好的抗蚀性，本领、稀硫酸、碱溶液和海水腐蚀，但能被硝酸、或浓硫酸腐蚀。 钒在地壳中常与其他元素伴生，富集成工业矿床的很少。首要涣散于钒钛磁铁矿、铀矿、磷矿、铝钒土及煤炭中。钒的矿藏首要有绿硫钒矿(V2S+nS)、钒云母〔K2(Mg，Fe)(Al，V)4Si12O32•4H2O〕、钒铅矿〔PbCl2•3Pb3VO4〕2〕、钒钾铀矿(K2O•2V2O3•V2O5•3H2O)等。 钒矿的分化办法有：①酸法，用硫酸或处理后得到(VO2)2SO4或VO2Cl。②碱法，用或碳酸钠与矿石熔融后得到NaVO3或Na3VO4。③氯化物焙烧法，用食盐和矿石一同焙烧得到NaVO3。 金属钒的制取：含钒的矿藏经处理后得到五氧化二钒，再将五氧化二钒用碳、硅、铝复原得到金属钒;或用、镁复原的办法制取金属钒。 钒是冶金工业的重要质料。在钢铁中，钒首要是以钒铁的方式参加，首要起脱氧和脱氮的效果，一起可进步钢的强度、耐性、淬透性和回火稳定性。现在，90%的钒用作钢铁增加成分出产高强度低合金钢、高速钢、工具钢、轴承钢、耐热钢、不锈钢和铸铁等。钒还用于钛合金、钴和镍基高温合金的增加剂。 V2O5广泛用作有机和无机氧化反响的催化剂，用于出产硫酸、精粹石油。钒在电子工业中可用作电子管的阴极、栅极、X射线靶、真空管加热灯丝。硅化钒和镓化钒是杰出的金属间化合物超导材料。在玻璃工业，钒可用于制作吸收紫外线的玻璃，以及用于制作护目玻璃和防护屏等。

当料液中的交流离子分散到树脂表面后，还需求以下进程才干完结交流的完好进程：①膜分散即溶液中的交流离子抵达离子交流树脂和溶液构成的表面膜后，在向这层膜内进行分散；②粒子分散即交流离子抵达离子交流树脂相后，持续在离子交流树脂颗粒内部进行分散；③发作交流反响；④交流下来的离子在离子交流树脂内分散，分散到离子交流树脂颗粒表面；⑤交流下来的离子持续分散穿过颗粒表面膜。    影响离子交流反响速度的要素有交流树脂的品种、交流离子、离子浓度、搅搅拌作业温度等，真实影响交流速度的是分散。    （六）电渗析    是一种以电．位差为推动力，使用离子交流膜的挑选透过性，从溶液中脱除或富集电解质的膜别离技能。电渗析的功用首要取决于离子交流膜，它以高分子材料为基体，接上可电离的功用基团而成。按功用基团的性质，能够把交流膜分为阳膜和阴膜两类。从膜结构上分析阳膜含有酸性功用基团，能离解出阳离子，只允许透过阳离子。阴膜含有碱性功用基团，能离解出阴离子，只允许透过阴离子。离子交流膜的挑选透过性是根据膜上固定离子的电性效果，由于它的电荷和活动离子的电荷电性相反，故能招引溶液中的异性电荷离子进人膜内，随后又透过膜转人另一侧溶液中；与此一起排挤同性电荷离子，不能进人膜内，留在溶液中。    进行电渗析的设备为电渗析器，它由离子交流膜、隔板和电极组成。片状的阳膜和阴膜替换摆放，隔板放置在其间，隔板仅1-2mm厚，内有隔网起坚持膜的距离和扰动液流，这样构成一系列相间的小水室，设有进出水管。渗水器的两头设电极室，端侧有电极，阳极用石墨或涂钉的钦制造，阴极则用不锈钢制造。    当含盐溶液通人渗析器的每个水室时，在直流电场的效果下，溶液中的离子作定向的搬迁。由于阳膜只允许阳离子经过而截留阴离子，反之也相同，其结果是相邻的水室，一个室变成无离子的无盐溶液，另一室则聚集了离子，到达浓缩和别离的意图。在湿法冶金中电渗析作为技能别离杂质或富集金属的单元技能得到广泛使用。    （七）膜别离技能    是在外加推动力下，使溶液中的溶剂或溶质挑选性地经过隔阂的别离办法。根据外加推动力和别离膜的不同，膜别离包含反浸透、超滤、微孔过滤、分散渗析和液膜别离等。反浸透、超滤和微孔过滤以不同的压力差作外加推动力，到达溶剂与溶质、巨细溶质粒子和悬浮物与溶液别离的意图。分散渗析以离子浓度差作为推动力。液膜别离则使用物质在液膜中的溶解度和浸透速度不同完成物质的别离。    膜别离在湿法冶金使用中的开展趋势是：①开展新式膜材料和别离技能，以习惯湿法冶金中高温高酸碱介质的要求，进步材料的稳定性和使用寿命；②开展别离技能的归纳工艺，扩展使用规模，进步别离功率；③结合膜别离和惯例别离技能，以下降能耗、节约出资、进步经济效益；④开展新式膜别离设备。[next]    四、从溶液中提取金属    把水溶液中所含的金属物料经过金属状况的转化从溶液中分出收回单元的操作进程，是湿法冶金的重要进程之一。从溶液中提取金属的办法分电解法和化学法两种。而化冶金则是兼具二者的一种特殊冶金办法。    电解提取又称电解堆积，是向含金属盐的水溶液或悬浮液中经过直流电而使其间的某些金属堆积在阴极的进程。    化学提取是用一种复原剂把水溶液中的金属离子复原成金属的进程。    电解提取和化学提取各有其优缺陷。电解提取不需很多试剂，对环境污染小，特别适合于大规模出产，是工业上从水溶液中提取铜、镍、锌的首要办法。但该法耗费很多电能，不适用于电力缺少的区域。此外，一次性设备出资大，占地面积大，操作周期长。而化学提取规律具有不需求耗费很多的电能、设备出资少、占地面积小、操作周期短等长处；缺陷是需求耗费复原剂，发作的废液经处理才干排放。    精粹冶金是使用浸取固体物猜中的金属，然后用歧化沉积从含液中提取金属的进程。化冶金只适用于提取铜、银等少量几种金属，除电解提取则详见第三节电冶金部分。现别离叙说化学提取和腈法冶金。    （一）电解提取    内容详见第三节电冶金部分。    （二）化学提取    用复原剂把水溶液中的金属离子复原为金属态分出的提取金属的办法。工业常用的复原剂有、SO2气体、亚铁离子、铁、锌、铝、铜等金属以及草酸和联胺等。    1．加压氢复原法    在压煮器（高压釜）内用使水溶液中的金属水溶物复原成金属、化合物或贱价离子的化学提取办法。    氢从水溶液中分出金属的反响为： [next]    当金属的电极电位大于氢的电极电位（ФMe>ФH）时，能够用氢复原分出金属，直至ФMe=ФH停止。    经过上式可知，增大金属复原程度，其一是经过增大氢分压和进步溶液的pH值来下降氢电位；其二是靠添加溶液中金属离子浓度来进步金属电位。跟着复原进程的进行，溶液中的金属浓度不断下降，ФMen+/Me也不断下降，而H+浓度不断添加，Ф2H+/H2不断上升，当ФMen+/Me=Ф2H+/H2时复原反响到达平衡。当然，随之压力、温度升高对复原金属是有利的。为了处理分出金属的新相生成问题，需预先往水溶液中加人晶种。现在该办法用于别离金属和出产金属粉末与金属氧化物。    2．二氧化硫复原法    以二氧化硫为复原气体将溶液中的金属离子复原成贱价离子或金属的化学提取办法。    SO2溶于水生成H2SO3 ,是杰出的复原剂。因而，二氧化硫的复原效果实质上是经过进行的。电极SO42-/SO32-的标准电极电位Ф0=+0.20V，因而，二氧化硫能将溶液中电位较正的一些金属离子复原成贱价离子或金属。    二氧化硫复原法在湿法冶金中广泛用于铜、金和锌等出产中。    3．亚铁复原法    以亚铁离子为复原剂将溶液中金属离子直接复原沉积出金属的化学提取办法。由于亚铁具有较正的标准电极电位，因而许多常见杂质难以分出而可得到高纯度金属粉末，且亚铁复原剂制备简单和报价便宜。    4．置换    用电极电位较负的金属将金属盐水溶液或某些不溶盐悬浮液中电极电位较正的金属离子复原成金属的进程。具有电极电位较渗（的金属称为置换剂。在湿法冶金出产进程，置换既可作为溶液中金属提取的一种手法，也可作为溶液净化的办法。    按金属在水溶液中标准电极电位排序，任何一种金属都可将其后边的金属置换出来。任何一种金属都能够作为置换剂。常见金属的标准电极电位列入表1中。[next]表3-1  常见金属的标准电极电位（298K，1mol/L溶液）金属电极标准电极电位Ф0/V金属电极标准电极电位Ф0/V金属电极标准电极电位Ф0/VK+/K-2.925Fe2+/Fe-0.44Sb2+/Sb0.1Ca2+/Ca-2.87Cd2+/Cd-0.402Bi3+/Bi0.2Na+/Na-2.713Co2+/Co-0.3As3+/As0.3Mg2+/Mg-2.37Ni2+/Ni-0.25Ca2+/Ca0.337Al3+/Al-1.66Sn2+/Sn-0.14Ag+/Ag0.8Mn2+/Mn-1.19Pb2+/Pb-0.126Mg2+/Mg0.854Zn2+/Zn-0.7632H+/H2±0.000Au3+/Au1.5    在挑选置换剂时，首要考虑的是电极电位的巨细，一起还有必要考虑溶液特性、金属收回的难易程度和经济要素以及是否污染溶液对提取金属发作影响等。常用的置换剂有铁、锌、铅、镍、钻等，其形状有板、粒和粉，粉状的表面积大，效果最好。置换广泛用于浸出液提取金属，并用于溶液净化。    5．联胺复原法    联胺即用N2H4·H2O与适量合作将水溶液中的金属盐复原成金属粉末的化学提取办法。又称肼或复原法，是制取金属粉末的重要办法之一。    联胺是一种无色油状液体，但有毒和有气味，具有很强的复原效果。联胺将金属离子复原成金属，无论是不溶性盐（AgCl）或可溶性盐（AgNO3），都是先与效果转变成金属配离子，然后将金属配离子复原成金属，如：[next]                      AgCl＋2NH3·H2O====Ag（NH3）2·Cl＋2H2O            4Ag（NH3）2Cl＋N2H4＋4H2O====4Ag＋N2＋4NH4Cl＋4NH3·H2O    该法出产的银粉粒度细、纯度高，是制造银触头的抱负材料。    6．歧化沉积法    操控必定条件使溶液或溶盐中具有多种价态的金属离子，发作本身的氧化复原生成高价态的离子和金属的化学办法。    一些具有多种价态的金属如铜、镓、铟、铝、钛、锆、铪、铌和钽等，都可用歧化沉积法提纯，其特点是金属有必要具有多价态的特性。如铟的歧化沉积提纯，是先用氯化氢使铟生成InCl：                        2In（I）＋2HCl（g）→2InCl（s）＋H2（g）    制得的InCI（s）在水中发作歧化反响得到高纯海绵铟。                          3InC1（s）→InCl3（t）+2In（海绵）    （三）腈法冶金（nitrile metallurgy)    是用腈的水溶液提取金属的一种湿法冶金办法。又叫甲基腈，是出产腈的一种副产品。对Cu+和Ag+有很强的合作力。此法是由澳大利亚人帕克（A.J.Parker）在20世纪70年代提出的。    在的存在情况下常温反响：                      Cu0＋Cu2＋====2Cu+    向右进行平衡常数K=10-6，但当有时，以上反响的K=108-1022，并随浓度的添加，K值持续增大，阐明Cu0简单氧化成Cu+而进人溶液。这是帕克提出该法的根据。    该法首要用于从含铜的固体物料（粗铜粉、置换铜、废杂铜屑以及氧化铜离析产品），氧化铜矿和硫化铜中提取铜。应该说，该法仍是一种很有出路的办法，由于该法出资少，总处理费用低，产品质量高。但现在还处在实验阶段，真实用于工业出产，还需做很多的作业。

含钒溶液经净化后，钒多以五价钒酸根存在。随溶液酸度增加，钒酸根会以钒酸的形式析出，俗称红饼。钒的水解主要取决于酸度、温度、钒浓度及杂质的影响。析出的沉淀也会因pH值、钒浓度的变化呈不同的聚合状态。有关的机理在认识上还不统一。大致可勾画如下，由图1及图2关于钒酸水溶液的性质图可以看出：钒浓度／（mol·L－1）溶液pH值主要的钒离子水解产物低，10－4酸性低4～8高，50×10－32～3高，50×10－31～6高，50×10－310～12高，50×10－313～当pH值约1.8时，V2O5的溶解度最小，约230mol／L。V2O5与H2SO4之间的浓度关系如下：[H2SO4]／（g·L－1）2.312.017.121.2V2O5／（g·L－1）0.240.781.142.04 表1列出一组V2O5－H2SO4－H2O系的数据。 表1  V2O5－H2SO4－H2O系统平衡数据30℃75℃V2O5／%H2SO4／%密度／（g·㎝－3）析出相V2O5／%H2SO4／%析出相1.637.31.066①1.4817.43①4.7923.51.219①2.0024.18①7.437.261.370①5.0633.0①4.4145.01②5.4838.02②5.554.361.519②5.2741.01②9.1460.421.661②5.1346.56②5.4466.76③8.0952.31③1.5974.67③9.0857.33③6.2173.26④10.860.20④0.27680.411.727④7.514.98④0.05399.161.817④7.5270.50④9.2640.491.440①②0.1393.44④10.4962.221.734②③6.1034.30①②1.5077.481.714③④8.2949.53②③11.9657.56③④表中析出相：①V2O5·3H2O，V2O5 红褐色、针状； ②V2O5·2 H2O，2SO3·8H2O 粉红色、无定形、棕红色、针状； ③V2O5·H2O，V2O5·2SO3·3H2O 淡黄、针状、红色、柱状； ④V2O5，V2O5·5SO3·4H2O 黄色、针状、黄色、晶状。 对钒水解有重要影响的因素有温度、酸度、钒浓度及杂质含量等。图1  图2  V2O5溶解度与pH的关系（25℃） 1—V2O5／ ，lg ＝－0.82－pH；2—不析出V2O5 lg ＝－0.04－pH；3—V2O5／ ，lg ＝－4.44＋pH； 4—不析出V2O5，lg ＝－3.00＋pH；5— ／ ， pH＝1.03－0.333 lg ；6— ／ ，pH＝2.62； 7— ／ ，pH＝7.38＋lg图2  钒在水溶液中的状态与钒浓度及pH的关系（25℃） 一、温度 钒水解沉淀应在90℃以上进行，最好在沸腾状态。不同温度及酸度下沉淀率与时间的关系见图3。图3  沉淀率与时间的关系：Ⅰ－0.855；Ⅱ－0.954；Ⅲ－1.16；Ⅳ－1.18 二、钒浓度 溶液中含V以5～8g／L为宜。浓度过高，则结晶成核过快，易形成疏松的滤饼，吸附较多杂质及游离水。红饼组成xNa2O·yV2O5·z H2O中的x／y偏大。当溶液中含钒浓度低时，则会有负面影响。 三、杂质的影响 磷与钒形成稳定的络合物H7[P（V2O5）6]，还与Fe3＋、Al3＋形成磷酸盐沉淀，会污染红饼。为此要求净化后液含P小于0.15g／L。当酸度较高时，可使FePO4、AlPO4的溶解度提高，而减少磷对红饼的污染。 硅、铬、铝、铁等离子浓度较高时，水解生成的胶体沉淀物，妨碍V2O5晶体的长大，使水解速度变慢，生成的红饼沉降、过滤困难。适当提高酸度，可以改善此类不良的影响。 氯离子可以加快钒水解沉淀的速度。而硫酸钠含量在20～160g／L，会使钒水解沉淀速度下降，主要表现为延长晶核孕育期。氯化钠或硫酸钠过多都会使红饼中V2O5含量降低。 四、搅拌 钒的水解沉淀是一个伴有热量、质量传递的水解反应过程，因此必须保持适宜的搅拌速度，已达到临界悬浮状态，没有任何死角为宜。工业用的机械搅拌沉钒罐为圆柱形，内径2～5m，容积4～5m3。罐内壁衬耐酸瓷砖或辉绿岩。中心安装不锈钢搅拌器。罐壁附近设不锈钢蒸汽加热管。 水解沉钒是间歇作业，先加入25%的沉钒前液，开始搅拌，再加入所需的硫酸，然后通蒸汽加热到90℃以上接近沸点。继续添加剩余的75%的沉钒前液。最后分析溶液中游离酸及钒的浓度，调整酸度或补加沉钒前液，以使最后溶液中含钒小于0.1g／L为终点。停止加热、搅拌、再静置10～20min后过滤，即得红饼。根据生产规模，过滤设备可采用吸滤盘、压滤机或鼓式真空过滤机。 红饼须先经干燥去除水分，再在1073～1173K温度下熔化，浇铸成片状，作为炼钒铁的原料。 水解沉钒早期用得比较普遍，但所产红饼熔片V2O5的含量仅为80%～90%，纯度较低，且耗酸量大，污水量大，故现已基本为铵盐沉钒所取代。

概 况 钒在地壳中的含量大约是地壳分量的0.02%，散布较广，但涣散。含钒矿藏已发现的就有70多种，其间的绿硫钒矿、钒云母矿和钒铅锌矿等含钒氧化物高达8-20%，钒钛磁铁矿含钒档次低，一般含v2o5为0.2-1.4%，但它的储量最多，国际储量在400亿吨以上，是提取钒的首要质料。 全球的钒铁磁铁矿和钒资源恰当丰厚，已查明国际钒铁磁铁矿的储量为400亿吨以上，且会集在少数几个国家，有前苏联、美国、我国和南非，首要赋存于钒钛磁铁矿、磷块岩矿、含铀砂岩和粉砂岩型矿床中。此外还有许多钒赋存于铝土矿和含碳质的原油、煤、油页岩和沥青沙中。 据美国矿藏局统计资料标明，按现在挖掘规划，已探明的钒资源可继续挖掘150年，且会集散布在南非洲、亚洲、北美洲等区域，(南非占47.0%，前苏联占24.6%，美国占13.1%，我国占9.8%，其他国家总和占小于6%)。 钒具有杰出的可塑性和可锻性，常温下可制成片、拉成丝和加工成箔。但少数的杂质，特别是空隙元素(如碳、氢、氧、氮)会显着影响钒的物理性质。如钒含氢0.01%时引起脆变，可塑性下降;含碳2.7%时其熔点升高到2458。K。钒的熔点高，硬度大，电阻率高，呈弱顺磁性，线胀系数小，钒的弹性模量密度和钢附近，可用作结构材料。 钒是重要的战略物资之一，首要用于冶金工业，作为合金元素增加剂，改进钢材的结构、功能，进步强度和耐性，次之与钛制成具有高温高强度合金，再次之是化学工业，以钒的氧化物形状，用作出产催化剂、触媒等等。 国外钒的提取基本上是从副产品中收回的，如南非、芬兰、前苏联等国家是从钒钛磁铁矿炼铁中收回，美国大部分钒是钾钒铀矿及磷铁矿中收回，加拿大是从焚烧石油焦搜集的尘中收回，少数国家还从石煤中提取钒。总归，国际上钒首要是从钒钛磁铁矿中收回的，现在从钒钛磁铁矿收回的钒，每年约为7万吨左右，约占总产量的%。 钒的产品分为初级产品、二级产品和三级产品。初级产品包含含钒矿藏，精矿、钒渣、作废的粹的废催化剂，作废触媒和其他残渣。二级产品包含v2o5，也可所以一种可用的工业产品，即出产硫酸的触媒和粹用的催化剂。三级产品包含钒铁、钒铝合金、钼钒铝合金、硅锰钒铁合金及钒化合物，其间钒铁是最为重要钒材料，它占钒消费量的85%。各国钒铁标准可分为50-60%和70-85%的二类。 我国钒工业起步于20世纪50年代，1958年康复并扩建锦州铁合金厂提钒车间，以承德大庙含钒铁矿精矿为提钒质料，1960年今后我国的其他提钒厂相继建成投产，70年代攀枝花钢铁公司建成投产，从此我国的钒工业便进入一个新的历史时期，至80年代中已成为国际首要产钒国家之一，能出产各种钒制品，钒的推广运用也取得较快的开展。 从含钒质料提取纯钒化合物的技能，视质料不同而有所差异。钒钛磁铁矿、钒铁精矿、含钒石煤、石油渣、钒铀矿、钒磷铁矿等等，现分述收回技能。 一、 钒钛磁铁矿提钒技能： 钒钛磁铁矿提钒能够概括为火法和湿法两大类。火法流程能够处理含钒档次低的质料，能够经过火法富集，然后处理收回，也称之为简接法;湿法流程具有流程短、收回率高的长处，但要求处理的质料含钒档次相对较高，也称之为直接法。 1.火法工艺流程 将选出的钒铁精矿参与高炉或电炉炼铁，矿石中的钒大部分进入铁水中，将含钒铁水送入转炉吹炼成钢，钒高度富集在表面渣中，即钒渣，钒渣再经破碎、焙烧、浸出、过滤即得到V2O5。这是前苏联、挪威和南非等国所选用的办法。我国也选用相似的办法收回钒。 2、湿法工艺流程 选用含钒铁精矿加芒硝制团、焙烧、水浸，使钒酸钠进入溶液，再加硫酸使之转化为V2O5沉积，过滤后直接得到V2O5，水浸后的球团用于炼铁质料。 南非海威尔德公司是西方国家一起运用以上两流程(即生铁—钒渣流程和焙烧浸出流程)的典型比如。 生铁—钒渣流程 含钒铁精矿 料仓配料 回转窑预复原 含钛炉渣 炼铁 暂存堆积未处理 含钒铁水 板坯 氧气 吹炼 出售 钢水 顶吹炼钢 半钢 钒渣 钢坯 出产V2O5 焙烧浸出流程 含钒铁精矿 H2O 芒硝(碱或Na2SO4)NaCl 配料制团 钠化氧化焙烧1000℃ 水浸 过滤 铵盐 球团 溶液 炼铁 过滤 H2SO4 废液废液 V2O5 含钒铁精矿或钒渣的浸出首要化学反响为 (1)4FeO.V2O3+4Na2CO3+5O2=8NaVO3+2Fe2O3+4CO2 (2)4FeO.V2O3+8NaCl+5O2=2Fe2O3+8NaVO3+4Cl2 (3) 4FeO.V2O3 +8NH4Cl +5O2=2Fe2O3+8NH4VO3+4Cl2 (4)2NaVO3+H2SO4=V2O5 + Na2SO4+H2O (5)2NH4VO3+H2SO4=V2O5 + (NH4)2SO4+H2O 3、生铁—钒渣流程主体设备 ① 首要视炼铁的主体设备，曾经苏联炼铁主体设备是高炉，挪威、南非等国则是电炉。 ② 吹炼：不同国家选用的设备也不相共同 a.底吹转炉提钒:前苏联丘索夫联合公司是将含钒铁水装入底吹转炉吹炼,在炼半钢进程氧化表面构成含钒渣,钒渣经破碎、焙烧、水浸收回V2O5，然后炼成钒铁。从精矿到钒铁、钒的总收回率为60%左右。 b.顶吹转炉双联提钒：前苏联下塔吉尔钢厂则用顶吹转炉将含钒铁水吹成半钢和钒渣。就铁水到钒渣钒的收回率达92%—94%。我国的承钢、马钢和攀钢也用该法出产钒渣，钒的收回率为80%—88%。 c.高炉铁水雾化法提钒，该法实际上是将含钒铁水倾入中间缸，然后进雾化器，经雾化反响之后，使钒由V2O3氧化成V2O5、 V2O4、V2O3的混合物流入半钢缸，半钢面上构成钒渣。该法由我国攀钢首要实验成功并投入出产运用的，并且是我国钒渣出产的首要办法，钒的氧化率达85~90%,收回率为73.6%，半钢收回率为93.9%。该法的首要长处是：炉龄长(最高炉龄已达12000炉)、处理才干大(可达366吨/时)、可半接连化出产、设备简略、操作简略。 d.曹式炉提钒：我国马钢曾用槽式炉吹炼提钒，槽式炉才干为70T/h,实验的首要技能目标，钒的氧化率达88.5~95.2%，钒的收回率为81.3~90.49%,半钢率90.20~94.1%，出产目标不如实验目标。该法的长处是能接连出产、设备简略、出产本钱低，缺陷、钒渣含铁高、钒收回率还欠低。因而现在已停止运用，需求进一步完善，仍不失可供挑选的好办法之一。 4、焙烧浸出流程设备 湿法流程即焙烧浸出流程的中心首要是使钒氧化然后转化构成水可溶性的钒酸盐，选用何种焙烧设备，完成其意图。 a. 南特殊特腊厂，所运用钒钛磁铁矿成分： Fe 50~60%,V2O5 2.5% ,TiO2 8~20%, Al2O31~9%, Cr2O31%,选用回转窑焙烧完成氧化和转化。 b. 前苏联和澳大利亚阿格纽克拉夫有限公司都选用欢腾炉焙烧使97~98%的钒转化可溶性钒而被浸出。 c. 芬生奥坦馬基，运用原矿成分Fe40%,TiO215.5%,VO26%(V2O5:0.71%)原矿制团,在竖炉焙烧和转化,转化率达80~90%。 二、钾钒铀矿和磷铁矿收回钒技能 1、 美国钒的出产供应商处理的质料的以钾钒铀矿石、铀钼钒矿和磷铁矿石为主，钾钒铀矿的化学式为：K2(VO2)2(V2O8)" 3H2O或K2O" 2UO2"V2O5"3H2O。最近澳大利亚西部伊利里的钙结石乐岩中发现大型钾钒铀矿，我国陕西、湖南区域也发现钒铀共生矿。国际上最大的矿冶公司——美国联合碳化物公司从钾钒铀矿石出产钒的工艺流程是焙烧、浸出、沉积、复原和再浸出。该法钒铀浸出率别离为70~80%和90~95%，其流程如下： 钾钒铀矿 6~9%NaCl 钠化氧化焙烧 (多膛炉850℃ φ5m.8层) 1~2%Na2CO3 急冷 浸出 H2SO4 浸出液中和煮沸 PH：3 NaOH或NH3 沉积PH7 钒滤液 滤饼 沉积 Na2CO3 或NaCl 复原熔化 钒化含物 H2O 浸出 钒溶液 含铀沉积物收回铀 酸法和碱法浸出含钒溶液，可用离子交换法、溶剂萃取法、或挑选性沉积法进行别离提纯。该公司年产V2O8454吨，V2O51360吨。 2、 钒铁矿的处理与钾钒铀矿有所不同，钒铁矿运用真空揉捏和焙烧炉，先将矿粉与盐混合，送揉捏机揉捏成条、堵截，焙烧浸出提纯沉积后得V2O5。 3、 钒磷铁矿的处理 钒磷铁矿电炉出产单质磷和磷肥的副产品(含钒磷铁)用来作提钒质料，美国的克尔麦吉(KerrMeGee)化学公司所用的含钒磷铁含钒3.26%~5.2%，磷24.7%~26.6%，铁59.9%~68.5%,铬3.4%~5.7%,镍0.84%~1.0%。 先将含钒磷铁磨至粒度小于0.42mm，配入1.4倍纯碱和0.1倍的食盐在回转窑中770~800℃下焙烧，钒便转变成水溶性的钠盐，焙砂在沸水中浸出，钒、铬、磷均溶入浸出液，过滤后滤液结晶折出磷酸钠晶体，粗磷酸钠可再行纯化直至产品合格。磷酸钠结晶母液含磷>0.98g/L,可参与适量CaCl2,使其以磷酸钙(CaPO4)沉积，然后水解收回钒，随后往母液中参与以沉积。此工艺的钒、铬和磷的收回率别离能够到达85%、65%和94%。 三、含钒褐铁矿收回钒技能 含钒褐铁矿五氧化二钒含量为0.5~2.5%，Fe20~40%，SiO230~65%. 矿石首要由针铁矿、赤铁矿和脉石组成。脉石以石英为主，其次是泥质还有少数的绢云母。钒在褐铁矿中没有呈独立矿藏存在，而是以离子型吸附状况存在于铁和泥质中。处理的准则流程是：破碎球磨 焙烧 浸出 沉积Nu4VO3 或V2O5。 研讨标明褐铁矿V2O5含量不同，钒的转化率受矿石组分的影响，其间首要影响要素是矿石CaO的含量,跟着的CaO的含量增加，影响钒的转化，焙烧温度的进步能进步钒的转化率。不同含钒矿石，最高转化率的温度是有差异的。 四、含钒石油渣提钒技能 一般讲，原油和石油砂都含有钒，虽然有些国家至今仍未把油含钒列为钒资源，但这些原油确是钒的潜在资源，全球的石油中钒的含量改动很大，委内瑞拉、墨西哥、加拿大和美国原油含钒为220~400ppm，是全球石油含钒量较高的少数几个国家。 美国、日本、德国、加拿大和俄罗斯等国家从石油渣，石油灰中提钒，提钒的终究产品首要是V2O5，但也能够直接炼成钒铁。提取的办法许多，首要依据质料成分或性质上的差异，挑选不同的工艺。 1、 从石油会集收回钒技能 委内瑞拉的原油经过裂化处理得到石油焦含0.4%V,石油焦用作蒸气锅炉的燃料,焚烧后烟尘用电收尘器收尘,尘含V2O5达15%,作为收回钒的质料。收回办法是将搜集烟尘直接酸浸，经过滤滤液加次(NaClO4)将钒氧化成五价，滤液由兰色变黄色后，加NH3调PH由0.3至1.7,使钒以铵盐方式沉出，然后枯燥锻烧得V2O5或V2O5熔化铸片。流程图： 石油焦尘埃 酸 浸出 滤液 残渣NaClO4氧化 沉积 调PH 洗刷 滤块 残渣 洗液 抛弃 烘干 锻烧 V2O5 首要化学反响：酸浸工序： V2O5+6HCl 2VOCl2+3H2O+Cl2 或V2O5+2H2SO4 VOSO4+2H2O NaClO4氧化： VOCl2+NaClO4 NaVO3+2NaCl+Cl2VOSO4+NaClO4 NaVO3+NaSO4+Cl2 沉积锻烧 NaVO3+NH4Cl NH4VO3+NaCl2NH4VO3 V2O5+2NH3+H2O 2、 从炼油渣中收回钒技能 美国Amax和CRIVentures公司就是处理炼油渣、归纳收回钒、钼、钴、镍和铝。他们处理的工艺：炼油渣与烧碱混合磨矿进行加压浸出，在高温和加压下氧化，硫转化硫化物，碳氢化合物大部分分化，钒、钼溶入溶液，经过滤别离，从溶液收回钒钼。或石油渣加Na2CO3或NaCl配料后，在硫化物和硫酸盐存鄙人进行电炉熔炼，取得钒渣和镍锍。钒渣首要惯例处理办法制取工业V2O5。美国是20世纪80年代末开端用石油渣，石油灰为质料出产钒的，现在仍然是该质料出产钒的最大出产国。 五、石煤提炼钒技能 在普查磷矿时意外地发现了石煤含有钒，进而发现石煤中还有铀、铜和镍等金属和非金属60多种，就当时的技能水平而言，具有挖掘和商业价值的只要钒。我国的石煤资源非常丰厚，估计石煤中钒的总储存量为钒钛磁铁矿中钒总储存量的七倍。但石煤中含钒档次各矿相差甚大。现在条件下石煤含钒超越0.8%，才有挖掘价值。美国内华达州含钒页岩分为风化页岩(V2O30.93%)和碳质页岩(V2O50.84%)。我国石煤资源会集在南边各省,现有钒的厂20多家,年产量为2500~3000吨,本钱2.5~30万元/吨。 石煤提钒选用加食盐焙烧、浸出、萃取、沉积的出产工艺。含钒碳质页岩是用于烧锅炉或液态化床发电的脱碳焚烧，在焚烧进程中钒富集在烟灰中，富集钒烟灰加NaCl或Na2Co3进行化焙烧，使钒转变为水溶性的NaVO3和Na2V2O5. 4FeOV2O3+4Na2CO3+5O2=4Na2OV2O5+2Fe2O3+4Co2 NaCl+1/2O2= Na2O+Cl2 Na2O+V2O3=2NaVO3 用热水浸出钠化焙烧产品，钒酸钠和偏钒酸钠便溶于热水而与大部分不溶杂质别离，含钒浸出液经提纯和别离，产出钒的纯化合物。 美国内华达对含钒页岩提钒流程： 页岩 ↓ 破碎、枯燥 ↓ 焙烧 ↓ H2O 残渣←弱酸浸出 H2SO4 NH3 ↓ 浸出液除硅 PH值由2.5调至5 ↙ ↘ 硅渣 含钒溶液 PH5调回PH3 ↓ 萃取(三级) 萃取有机相 萃取废液 ↓ 再生萃取 ←二级反萃 ←NaCO3 溶液 有机相 ↓ 含钒溶液 ↓ NH4Cl →钒酸铵沉积 ↓ 过炉、洗刷、枯燥→废液 ↓ 制品 阐明：除硅需将溶液调至PH值5，但萃取别离又需将溶液PH从头调回至PH3，用的萃取剂是混合十三胺(DITDA)，偏钒酸胺煅烧脱后能够得到V2O5。 在我国，已建有从含钒石煤中提取钒的工厂，各厂依据其资源特色开发出具有必定特色的提钒工艺流程，他们的准则流程是： 石煤提钒的准则流程 石煤破碎、磨矿 ↓ 加水→配料←NaCl ↓ 成球 ↓ 平窑焙烧 ↓ 水浸 ↙ ↘ ↙H2SO4或HCL 浸出渣 浸出液 ↙ ↘ 粗钒 废水 ↓ NAOH → 碱熔 ↓ NH4CL 水溶 ↙ ↘ 废水↓ 热分化 ↓ 五氧化二钒 石煤提钒的新工艺有：1.石煤加食盐，欢腾焙烧—酸浸—离子交换法。2.石煤无盐焙烧—酸浸—溶剂萃取法。3.酸浸—中间盐提钒 新工艺的所谓新，会集在二个环节上，首要是焙烧所选用的炉型，由平窑焙烧转而运用欢腾炉，回转窑，竖炉等，成果是竖炉的操作条件不简略操控，转化率不稳定，劳动条件差，未能在工业上取得大规划运用。回转窑广泛运用于钒渣的钠化氧化焙烧，但石煤含硅(SiO2)较高(65%--68%)，在焙烧进程中简略呈现粘窑、结圈、影向回转窑正常操作和钒的转化率，故不宜作为石煤焙烧设备，作为石煤焙烧设备最好是欢腾炉。 其次的环境是溶液的处理，除已有的化学沉积法外引证了离子交换法和溶剂萃取技能，因为新技能的引证，能够带来技能目标的进步，削减废水的处理，视操作的差异，或许影响加工本钱。 六、废催化剂和触媒的提钒技能： 钒的化合物具有杰出的催化功能，即它自身不参与化学反响，但在它的参与下，可加快反响的进行。用钒化合物与其载体作成的能改动某些化学反响速率，而自身又不参与反响的化学试剂，称之为催化剂。钒催化剂(V2O5•NH4VO3)替代铂用于出产硫酸，使SO2转化为SO3。在石油工业中，钒首要用做裂解催化剂(VS)，以及脱硫剂。在橡胶工业中，用乙烯和的交联合成橡胶的催化剂(VCl4)。化学工业上的氧化成马来酐，蔡氧化成酞酐的钒催化剂(NH4VO3)等等。特别是化学工业和石油工业运用过的废钒催化剂数量较大，是很好的钒二次资源，不只能够从中收回许多的钒，并且一起收回镍、钼等价金属。 1. 石油裂解用废催化剂(VS)的收回技能 废硫化钒催化剂经焙烧得到产品，能够选用高温浸法，钒废质料在参与压煮器中，473。K温度下用1—14MOL/L浓度的压煮4小时，钒酸铵便溶于中，经过炉别离后，将钒酸铵滤液的温度降至323。K，便分出钒酸铵结晶，结晶浆液经过滤、水洗、枯燥后，在473--873。K温度下煅烧，便得到V2O3，结晶的母液回来浸出循环运用。 除以上办法外，也能够用碱浸出从这种钒废猜中收回钒，用NaOH或Na2Co3溶液在363--378。K温度下浸出1-6个小时，然后过滤别离，在浸液中通入和二氧化碳，坚持298--308。K温度，按1MOL钒参与1.5—5MOL量，并将溶液PH调至6—9。经处理，坚持308。K，便能够沉积出钒硫铵。滤液送解吸器，用蒸气驱逐液体中的NH3和CO2，然后回来浸出，钒硫铵处理同前。 2. 从原油脱硫用的废催化剂的收回技能： 废催化剂在1073。K温度下进行氧化焙烧，先制得含钒10.88%，钼5.49%，钴2.03%，镍1.94%，铝35.48%的焙烧料，然后按150g焙烧猜中参与300ml含溶液NaOH15%的溶液，在333。K温度下拌和浸出3小时，浸出料液在323。K温度下过滤，浸出液由323。K降至278。K，便分出含钒结晶体，母液回来运用，结晶体经水洗、枯燥、煅烧后得到V2O3。 除此之外，焙烧料也可用酸浸流程，催化剂除钒外，其他有价元素Mo、Ni、Co等都转入流液，除杂后钒用萃取别离法收回。 美国AMR是一家从石油裂变废催化剂提钒大公司，其处理的废催化剂的量占全美的50%，年处理废催化剂16000吨，能够归纳收回1500吨V2O3，1000多吨Mo，400—600吨Ni，110—180吨Co，还有部分Al2O3. 3、从《制酸废触媒(V2O5，NH4VO3)》收回钒技能 硫酸工业上用矾触媒进程中，因为SO2气体中的AS2O5和触媒中V2O5构成络合物，在触媒的正常操作温度480摄氏度下该络合物随气体蒸发掉。蒸发量占V2O5总量的40—50%，除此以外还有K2SO4和SiO2。新废触媒成分如下： 成分称号 V2O5 K2SO4 SiO2 新触媒成分 9---------10% 20-------------22% 20% 废触媒成分 5---------6% 10------------12% 80% 因而废触媒中的三中首要成分都是名贵资源。废触媒的处理，工业上能够选用①直接酸浸工艺②化焙烧水浸工艺： 直接酸浸工艺：为了下降溶液杂质和游离酸，削减酸碱耗费。用两段逆流浸出，一段为弱酸浸，二段为高酸浸。高酸浸出液参与到新加废触媒进行弱酸浸出。二段浸出成果钒浸出率可达88.5-91.1%，浸出渣含V2O5能够降到0.59%，当进步二段浸出酸浓度到80—100G/T，渣含V2O5可降到0.3%。溶液的净化选用N235或P204萃取，碱反萃取，用NH4Cl沉，煅烧得到V2O5。 考虑到直接酸浸液除钒外，还含有许多Fe离子为溶液处理带来费事。经过预焙烧使钒氧化成高价钒，一起使其转型，削减了提钒的困难。因为废触媒自身含有10%硫酸钾组分，因而氧化焙烧水浸流程可分为不加钠盐和加钠盐两种。前者焙烧温度900摄氏度到达最佳转化率(~80%)。再高或再低温度的焙烧，钒的转化率都不抱负，后者增加5%的Na2CO3在800摄氏度下焙烧2小时，钒的转化率可达92%，是比较抱负的。 焙砂进行两段浸出，即先水浸后酸浸或碱浸，它的特色是先将钾盐、钠盐和近80%钒水浸进入低酸溶液。这种溶液杂质少，易处理，可收回运用钾盐。酸浸或碱浸意图在于不容于水的钒盐尽或许多地溶解，以进步钒的收回率。 溶液中的钒用N235萃取别离，碱返萃，NH4CL沉积，煅烧得V2O5。 总归，流程的挑选，要视供应商的现状，以为钠化氧化焙烧水浸提钒工艺较好。物料过滤功能好，浸出液中钒呈高价，杂质少，下步钒别离、净化进程简略，也能够直接用NH4CL沉积，省去萃取进程，下降产品加工本钱。 七.钒铁出产技能： 钒和铁组成铁合金，首要在炼钢中用作合金增加剂，高钒钒铁还用作有色合金的增加剂。常用的钒铁含钒40%、60%和80%三种，国内外首要选用电炉铝热法和硅热法冶炼钒铁的工艺，先分述如下： 1. 铝热法： 电炉铝热法冶炼钒铁的质料，可所以V2O5或贱价氧化钒混合物(V2O4、V2O3等)或钒铁渣。用铝作复原剂，在碱性炉衬条件下进行。 首要反响：V2O5+ AL(豆或粒状)=V+AL2O3 V2O4(V2O5)+AL= V+AL2O3 铝热法冶炼钒铁反响为放热反响，反响速度快，因而冶炼进程V2O5喷溅丢失严峻，为削减丢失，进步钒的收回率，特意将V2O5加工成片状，一起将铝粒改为铝豆，恰当减缓反响，下降放热量。 以贱价氧化钒为质料时，则冶炼进程反响速度缓慢，反响热量合适，削减进程的喷溅。然后进步钒的收回率，一起吨铁钒节省了铝复原剂40—60公斤，钒铁含钒60—80%，钒的收回率达90—95%。 2. 硅热法： 该法的本质是：片状V2O5用75%的硅铁和少数铝作复原剂，在碱性电弧炉中，经复原，精粹两个阶段炼得合格产品。复原期是把复原剂和V2O5进行硅热复原。当渣中V2O5小于0.35%时，即可作为废渣处理(或作建筑材料用)，作为冶炼作业讲，即能够转入精粹期，此刻再参与部分V2O5和CaO，用以脱除合金液中过剩的硅、铝等。当合金成分到达要求即可出渣和出含金，精粹期渣含V2O5达8—12%，此渣可回来冶炼复原期收回。合金液可铸成圆锭后破碎成制品。此法出产的钒铁含钒40—60%，钒收率可达98%。 除此之外，还开发了高钒铁、硅钒铁、硅锰钒铁、碳化钒、碳氮化钒、氮化钒铁以及金属钒等产品，在此不再赘述。 八、几点观点： 1.依据所用的含钒质料有：含钒铁水，钒铁精矿，钒渣、钒铀铁矿，钒磷铁矿，含钒石煤，含钒褐铁矿，含钒石油渣，以及化学石油以及橡胶工业用过的废催化剂等。 2.提取钒的流程遍及都存有：焙烧、浸出与净化、溶液中钒的提取和提取尾液处理四大过程组成，前两过程最为重要： ①焙烧：含钒质料和Na2CO3 NaClNa2SO4等钠盐混合在回转窑、竖炉、平窑、多膛炉或欢腾炉，在800—1000。C下进行氧化和转化，使钒转变为XNa2O•YV2O5以便溶于水。 单个情况下，含钒质料可加石灰或石灰乳(Ca(0H)2)，在上述提取各种炉内进行焙烧，它的意图与钠化焙烧正好相反，使钠转化为不溶于水，但溶于碳酸盐溶液，构成钒酸钙，到达与其他杂质别离的意图。 ②浸出：焙烧熟料浸出有：水浸、酸浸、碱浸和碳酸化浸出等四种办法，水浸时，钒酸钠进入溶液，酸浸则不同，能够有三种办法：A、含钒物料直接酸浸;B、含钒物料经焙烧后酸浸;C、含钒熟料经水浸之后再进行酸浸，酸浸还能够适用于处理其他物料，为钾钒铀矿、磷钒铁矿、含钒灰烬、废钒催化剂等。常用碱浸出剂有NaOH、Na2CO3或两者混合等，碱浸时还有必要使钒成高价态才行。氧化剂有氧气、空气、富氧空气，、、次、等。 溶液净化：含钒浸出液悬浮物可经过弄清除掉Fe、Mn、Si、Al可用中和沉积除掉，可用钙盐、镁盐沉积除掉P、AS，对高碱度溶液可用电渗析脱钠、收回碱。 ③溶液中钒提取：有沉积法、溶剂萃取和离子交换法 沉积：A、铵盐沉积：生成(NH4)2V6O16沉积,生成Na2(NH4)4V10O28.11H2O沉积，生成NH4VO3沉积。 B、水解沉积：加H2SO4，分出赤色钒酸钙沉积，Na2H2-X.V12O31。 C、钙盐或铁盐沉积： 碱性溶液用CaCl2或其他CaO、Na(OH)2沉积出钒酸钙，或用高铁盐沉积出钒酸铁(XFe2O3•YV2O5•2H2O)。 溶剂萃取：钒和铀别离法：用二乙基已基磷酸 磷酸三丁酯及N235 离子交换：合适处理碱性溶液 ④尾液处理：五价钒和六价铬离子游离酸、盐都是有毒的，有必要处理好才干扫除，工业上有三种处理办法： A、 复原中和扫除法 B、 气体中二氧化硫复原法 C、 离子交换法 3、已探明的钒储量，按现在挖掘规划够150年运用，年产钒量已处在供需平衡状况，钒的供需改动随合金钢产量改动而改动

氯化稀土中文名　氯化稀土 　　英文名 Rare earth chloride 　　分子式 RCl3&middot;6H2O物化性质　　微红色或灰色结晶或块状物，能溶于水，易潮解。遇碱生成氢氧化物或氯氧化物沉淀。水溶液与草酸反应生成草酸稀土沉淀，与硫酸钠或硫酸铵反应生成稀土硫酸钠复盐或稀土硫酸铵复盐沉淀。编辑本段主要用途　　主要用于制取混合稀土 金属 和提取单一稀土，大量用于制备石油裂化催化剂，还用作玻璃研磨剂。用作电解混合稀土 金属 ，稀土合金和提取单一稀土元素的原料，也可作石油化工催化剂，助催化剂和稀土抛光粉原料。段运输防护　　包装储运用内衬聚乙烯塑料袋的编织袋包装，每袋净重25kg；或用双层聚乙烯塑料袋密封、外套铁桶包装，每桶净重50kg或200kg。应贮存在通风、干燥的库房中。本品易吸水潮解，贮运中应防止包装破损，保持干燥。 　　物化性质微红色或灰色结晶或块状物，能溶于水，易潮解。遇碱生成氢氧化物或氯氧化物沉淀。水溶液与草酸反应生成草酸稀土沉淀，与硫酸钠或硫酸铵反应生成稀土硫酸钠复盐或稀土硫酸铵复盐沉淀。 　　毒性防护参见氧化铈。制备方法　　由独居石经碱熔、除杂、沉淀后与盐酸反应而得；或由氟碳铈矿精矿经浓盐酸溶解、用碱转化，再经盐酸溶解而得；也可由氟碳铈矿经焙烧后用盐酸溶解而得。从而可以得到氯化稀土了。&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 以上是氯化稀土的介绍,更多信息请详见上海 有色金属 网。

美国科罗拉多的钒铀矿是美国钒的首要来历。前期以出产钒为主，铀是副产品。1943年后调整为以出产铀为主。矿石中的钒除钒钾铀矿（K2O·2UO3·V2O5·3H2O）外，还有钒云母[3（AIV）2O3·K2O·18SiO2·2H2O]及含钙钒酸盐。含U3O8约0.24%～1.23%，V2O5约0.07%～1.16%。矿石可不经焙烧，直接用碱液（Na2CO3、NaHCO3）浸取，可是浸取率低，原因在于钒云母中的钒不溶于碱溶液。为此需在氧化气氛下850℃加碱焙烧，然后再在高压釜中120℃，0.21MPa压力下浸取4～6h。钒、铀的浸取率别离可到达70%～80%、90%～95%。 美国阿特拉斯矿藏公司，选用新工艺处理米维达铀矿，工艺流程如图1所示。图1  阿特拉斯矿藏公司莫亚比铀厂工艺流程 矿石破碎至19mm，依据质料的不同，分酸浸、碱浸两条路线处理。 一、碱浸 参加Na2CO3 50～60g/L，溶液进湿球磨、水力旋流器分级，然后进稠密机。溢流回来，加碱，调理至Na2CO3 50～60g/L，再用于球磨。底流分两组，每组串联7个高压釜浸取，120℃、0.35MPa、6h。排出料浆与进料进行热交换，头两个高压釜用直接蒸汽加热。浸取后的矿浆用鼓式过滤机过滤，残渣送尾矿池。滤液进入4个串联的拌和槽，通蒸汽加热，增加NaOH，生成Na2U2O7沉积，经浓缩过滤，得铀产品。滤液通CO2气后，作为浸取液，送往提钒车间。 二、酸浸 将矿石与水在湿球磨及分级机中细磨，液固比5/1，进浮选槽回收得铜精矿。浮选后进入一段浸取槽。浸取后进入水力旋流器分级。溢流经弄清、过滤得清液。底流进2级浸取槽，用蒸汽加热，参加H2SO4，逗留21h。排料经耙式分级机，溢流用作一级浸取用液；底流过滤、洗刷后，残渣送尾矿池。1、2级的清液兼并送萃取工序。 三、萃取 萃取液加酸，调pH值至1.0～1.2。送4级混合弄清槽用叔胺先萃取铀。萃取有机相为： 成分     1号柴油     叔胺     异癸醇 %         92.5        5        2.5 萃取后有机相用碳酸钠碱液反萃得铀产品。萃取铀后的萃余水相，参加金属铁粉，使溶液的电动势降至150mV以下，使铁离子悉数还原为二价，部分钒也被还原为四价，以便进步钒的萃取率。加调停pH＝2，在5个混合弄清槽中逆流萃取。有机相为 成分     1号柴油     二－2－乙基－乙基磷酸     异癸醇 %          91                 6                  3 萃钒后的萃余液排入尾矿池。含钒有机相用15%H2O4反萃。反萃液送沉积槽，通蒸汽加热，参加NH4Cl、NH4OH沉钒得钒酸铵。最终将钒酸铵枯燥、熔化成薄片出售。