Лекция Титан қожын тұздар балқымасында хлорлау технологиясы
жүктеу/скачать 52,85 Kb.
|
1 2
|
Лекция 7. Титан қожын тұздар балқымасында хлорлау технологиясы Біздің елімізде TiCl4-ті Ti қождарын хлорлы тұздар балқымасында хлорлау арқылы алады. Тазартылған TiCl4 өндіру технологисы келесі кезеңдерден тұрады: -шикізатты дайындау - хлорлау - хлоридтерді конденсациялау - TiCl4-ті тазалау - хлоридтік қалдықтарды қайта өңдеу Өндірістік практикада Ti бар шихтаны хлорлау үшін келесі 4 әдіс қолданылады: Брикеттелген шихтаны шахталы эл.пештерды хлорлау. Брикеттелген шихтаны үздіксіз жұмыс істейтін шахт.хлораторларда хлорлау. Майдаланған шихтаны сілтілік және сілітілік жер металлдар хлоридтерінің балкымасында хлорлау. Майдаланған және түйіршіктелген шихтаны қайнау қабатында хлорлау. Осылардың ішіндегі кеңінен қолданылады. Үшінші әдістің артықшылығы: Брикеттеу және кокстиеу кезеңдері болмайды, яғни техникалық схема жеңілдетіледі. Балқыманың қарқынды түрде (барботаж) араластырылуы тиімді масса және жылу алмасуды және жоғары меншіктік жұмыс өнімділігін қамтамасыз етеді. Булы Газдың қоспадағы порциалдық серпімділіктің (порционная упругость) өсуі TiCl4 –ң кондесациялануын жеңілдетеді. Процессті біршама төмен t-да (730-830°С) жүргізу мүмкіндігі тезхникалық TiCl4-тің Al, Fe, Si және S,C-сі бар қоспаларменластануын төмендетеді. Шикізітқа құрамындағы: Na, K, Mg және Ca тотықтары бойынша қатаң талптар қойылмайды. Балқымада хлорлау CO2 түзумен жүреді (CO емес). СО-ң көп мөлшерде түзілмеуі жарылыс қауіпті қоспаның түзілуіне мүмкіндік бермейді және жабдықты пайдалануда жеңілдетеді. Ті қожын хлорлау хлорлы тұздар балқымасында t-ра 750-850°С жүргізеді. Хлоратордағы балқыма ретінде Mg электролизерлерінің пайдаланылған электролитін қолданылады. Құрамы %; 50-80-KCl; 5-10-NaCl; 8-10-СaCl2; 4 - 5-MgCl2; балқымадағы TiO2-ң конц.1,5-5%. С=2-5%; Me тотықтарын хлорлау процессін негізгі келесі теңдеумен көруге болады: MeO+nCl2=MeCln0.5O2 Хлоридтерді алу үшін негізгі газ түріндегі хлорды қолданылады сондай-ақ NaCl, CaCl2, FeCl3, CCl4, HCl-ды пайданалуға болады. Процесс нәтижесінде хлоридтермен оксихлоридтер түзіледі. Ме хлоридтерінің Tб-Tқ әртүрлі яғни хлорлау өнімдерін конденсациялау процессінде хлоридтерді бөлуге болады. Ме тотықтарының хлорлану дәрежесі әртүрлі. Хлорлану дәрежесі төмендеуі бойынша келесі қатармен көрсетуге болады: K2O → Na2O → CaO → MnO → TiO2→ Al2O3→ SiO2 Ti дейінгі металдың (осы қатардағы) Cl тартылыс күші үлкен оларды тікелей хлорлап алуға болады, ал MgO, TiO2, Al2O3, SiO2, оттегіге тартылысы Cl қарағанда күштірек болғандықтан процессті т-с-шға қатысуымен ғана жүргізуге болады, яғни хлорлау кезінде бөлінген O2 басқа элементпен (С) байланыстыру қажет. Т-с-ш ретінде әдетте көміртегі қолданылады. Ол оттегімен CO және CO2 түзеді. MeO2 + Cl2 + C = MeCl2 + CO2 MeO2 + 2C + Cl = MeCl2 + 2CO 800С негізінен CO2 түзіледі, одан жоғары температурада CO түзіледі. Процессте жүретін барлық реакциялар экзотермиялық Ti хлорлау процессін келесі реакциямен көрсетуге болады.TiO2 + C + 2Cl2 = TiCl4 + CO + Q TiO2 + 2C + 2Cl2 = TiCl4 + 2CO + Q Ме хлорлануы келесі реакциямен жүреді. Ti3O5 + 2.5C + 6Cl2 = 3TiCl4 + 2.5CO2 FeO + C + 1.5Cl2 = FeCl3 + CO 2FeO + C + 2Cl2 = 2FeCl2 +CO2 Al2O3 + 1.5C + 3Cl2 = 2AlCl3 + 1.5CO2 2MgO + C + Cl2 = 2MgCl2 + CO2 2CaO + C + 2Cl2 =2CaCl2 + CO2 MnO + C + Cl2 = MnCl2 + CO SiO2 + C + 2Cl2 = SiCl4 + CO2 V2O5+ 1.5C + 3Cl2 = 2VOCl3 + 1.5CO2 Cr2O3 + 3C + 3Cl2 = 2CrCl3 + 3CO Егер Cl реакцияға толық түспесе, онда газдармен бірге әкетіледі. Анодтық Cl газ құрамында оттегі болған жағдайда келесі реакциялар жүруі мүмкін. TiCl4 + Q = TiO2 + 2Cl2 SiCl4 + O2 = SiO2 + 2Cl2 Келесі реакциялар бойынша фосген түзілуі мүмкін: CO + Cl2 = COCl2 2CO = C + CO2 TiO2 + 2COCl2 = TiCl4 + 2CO Булы газдық қоспасындағыCO2 Co қатынасы 15/1 қатынасындай. Процесс барысында балқымада FeCl2, CaCl2, MgCl2, MnCl2, CrCl3 т.б. қоспалар жиналады, яғни балқыманың физикалық қасиеттері өзгереді тұтқырлығы беттік керілісі өседі, хлорлау процессінің жылдамдығы төмендейді. Сондықтан балқыманың бір бөлігін (10-15%) хлоратордан құйып алып, орнына жаңа электролит құяды. Бұл кездегі TiO2 және балқымамен жоғалымы 0,4-0,5% TiO2 TiCl4 өту дәрежесі 94-96%. Процесс тиімділігіне балқыманың құрамы мен қасиеті, процесс температурасы Cl концентрлі т.б. факторлар әсер етеді. Хлорлау процессін тұзды хлораторларда жүргізеді. Хлоратордың қабырғасына графит электродтар орнатылған, хлораторды жұмысқа қосқанда айнымалы ток трансформаторына қосылып балқманы қыздырады. Хлоратордың төменгі жағында Cl беретін арнайы фурмалары бар (анодтық Cl газ Cl2 90% кем емес). Балқыманы арнайы ледкалардан ағызып алады. Хлоратор төбесінде шихта беретін және булы газ қоспасын әкететін саңылаулары бар. Процесстің кемшілігі: 1)Хлоратордағы балқыманы жүйелі түрде жаңартып отыру қажеттілігі Ti С жоғалымын тудырады 2) Қалдықтардың қоршаған ортаға зиянды әсері ( 1т TiCl4 200кг титан хлораторының пайдаланылған балқымасы (ОРТЖ – ТХПБ)) 3)Хлораторлардың қызмет ету мерзімі 1,5-2 жыл 4) Пайдаланылған балқыма мен Nb, Ta, Sr, Cr, Mn, Sc жоғалымдары үлкен. (,V, мен ,Sc, ғана бөліп алады) жүктеу/скачать 52,85 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2