[发明专利]四氯化钛的生产系统和方法

说明书

本发明涉及钛白粉生产技术领域，具体涉及一种四氯化钛的生产系统和方法；所述系统包括氯化炉和旋风分离器，所述氯化炉的底部的和顶部分别设有进气口和排料口，氯化炉的炉身上设有物料入口；旋风分离器的底部和顶部分别设有排渣口和排气口，旋风分离器的器身上设有进料口；氯化炉的排料口通过管道与旋风分离器的进料口连通；所述旋风分离器和管道的外壁和内衬分别由碳钢层和耐火层组成；本发明提供一种适用于生产四氯化钛的系统和方法，可以保证金属氯化物与未反应的富钛料和石油焦实现有效分离，如此可以降低四氯化钛的生产成本。

技术领域

本发明涉及钛白粉生产技术领域，具体涉及一种四氯化钛的生产系统和方法。

背景技术

二氧化钛，又称钛白粉，为白色疏松粉末，具有屏蔽紫外线功能以及良好的分散性和耐候性，在化妆品、功能纤维、塑料、涂料、颜料、油漆、精细陶瓷、橡胶等领域存在广泛应用。氯化法是二氧化钛的主流生产方法之一，在被国外实施技术封锁的情况下，我国经过多年艰难探索，现已掌握部分关键技术，并已逐步实现产业化生产。氯化法生产二氧化钛的主要工序包括氯化、氧化和后处理。其中，氯化是指以富钛料、石油焦和氯气为原料经过氯化反应生成四氯化钛的过程，氧化是指将四氯化钛氧化生成二氧化钛并实现脱氯处理的过程，后处理是指通过打浆、研磨、表面处理、洗涤、干燥、粉碎等步骤形成产品的过程。

目前，在氯化工序中，富钛料、石油焦和氯气在氯化炉中完成氯化反应后，氯化炉中同时存在气态四氯化钛和其他气态金属氯化物等生成物以及富钛料和石油焦等未完全反应的原料，在反喷四氯化钛泥浆后，混合物料迅速降温至180-250℃，同时烟气中的大部分气态金属氯化物相变为固态。在氯化炉的出口烟气中，随气流夹带的固态颗粒物与气态四氯化钛进入旋风收尘器中进行气固分离，这样固态金属氯化物及未完全反应的富钛料和石油焦即从旋风除尘器的底部排出进入渣处理系统，而气态四氯化钛则从旋风分离器顶部排出进入后续冷凝、精制系统。

实际生产中，约有占原料总量5-10wt％的富钛料和石油焦还没有发生反应就被吹出氯化炉，工业上希望通过回收来节约成本。然而，固态金属氯化物的存在会妨碍富钛料和石油焦的直接回收，而间接回收则存在工艺长、成本高、环境污染大的问题。

现有技术中，有关渣料的处理方法有如下两种：一是通过加水打浆使金属氯化物溶解，然后通过压滤分离出未反应的富钛料和石油焦，再经过洗涤、压滤、干燥后做其他用途；二是通过加水打浆使金属氯化物溶解，然后加入石灰乳使金属氯化物变为氢氧化物沉淀，再通过压滤、洗涤、干燥形成含富钛料、石油焦和氢氧化物的滤饼。如上两种方法均会产生大量的滤饼和废水，滤饼循环使用困难，废水处理的环保压力和能耗大。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种四氯化钛的生产系统，应用该系统生产四氯化钛，可以保证金属氯化物与未反应的富钛料和石油焦实现有效分离。

一种四氯化钛的生产系统，包括氯化炉和旋风分离器，所述氯化炉的底部的和顶部分别设有进气口和排料口，氯化炉的炉身上设有物料入口；旋风分离器的底部和顶部分别设有排渣口和排气口，旋风分离器的器身上设有进料口；氯化炉的排料口通过管道与旋风分离器的进料口连通；所述旋风分离器和管道的外壁和内衬分别由碳钢层和耐火层组成。

本发明优选的方案为，所述碳钢层所用材质为碳钢材料，碳钢层的厚度为10-30mm。

本发明优选的方案为，所述耐火层所用材质为耐磨耐高温材料，耐磨耐高温材料的耐火度≥1400℃。

本发明优选的方案为，所述耐磨耐高温材料为硅铝耐火材料。

本发明优选的方案为，所述耐火层的厚度为100-500mm。

本发明优选的方案为，还包括与排渣口相连的单向电磁阀，单向电磁阀通向氯化炉的物料入口。

本发明的另一个目的在于提供一种利用如上所述系统生产四氯化钛的方法，包括如下步骤：