[发明专利]一种硫化氢除钒工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫化氢除钒工艺，其可用于四氯化钛精制除钒领域。

背景技术

四氯化钛是生产金属钛及其化合物的重要中间体，是制取海绵钛和氯化法钛白的主要原料，其应用领域较为广泛。粗四氯化钛含有钒等多种有机物杂质，需对粗四氯化钛进行精制，才能应用于生产领域原料或制剂。

目前主要有铜丝除钒法、铝粉除钒法、矿物油除钒等工艺，其机理主要是将粗四氯化钛除钒还原VOC1₃，生产不不溶性的VOC1₂，再用沉淀法除钒等杂质。铜丝除钒效果好，除钒同时还可除去有机物等杂质，铜对产品不会产生污染，但问题是消耗昂贵的金属铜，除钒成本高，失效铜丝球的再生清洗劳动强度大，产生大量的酸雾和含铜废酸水污染环境。

而矿物油除钒将少量有机物加入到粗TiC1溶液中，搅拌加热，若不加搅拌，不利于反应，搅拌可以增进有机物与料液的接触，使其充分与VOC1₃接触进行反应，有机物除钒法所用有机物廉价无毒，减少环境污染，且除钒等金属杂质，但除钒后残渣量比较多，容易在容器壁上结疤，严重影响传热。

CN201010561179.X公开了一种四氯化钛除钒方法，将粗TiCl₄和AlCl₃在AlCl₃混合液配制槽内混合，将粗TiCl₄和铝粉在铝粉混合液配制槽内混合等一系列铝粉除钒工艺，仍存在过滤、蒸发换热、精蒸馏等工序复杂，残渣量比较大，除钒效果不太理想的问题。

现有四氯化钛精制除钒工序较多而复杂，不仅存在于铜丝除钒法、铝粉除钒法，同样，矿物油除钒需不断搅拌加热处理，冷却时使冷凝器和管道发生堵塞，生成泥浆多而降低四氯化钛的回收率，需经三塔精制除钒工序，第一塔除钒，第二塔除四氯化硅，第三塔除碳氢化合物等；而其它一些除钒工艺，除去四氯化钛中的杂质，残渣量比较大，易腐蚀容器设备，而有机物除钒反应后的四氯化钛固液比较高，易堵塞管道，因而针对四氯化钛精制工艺除钒效果不甚理想，有待改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种硫化氢除钒工艺，该工艺通过硫化氢与粗TiCl₄中VOCl₃及杂质反应生成VOCl₂呈泥浆状排出，同时制得TiCl₄半成品，通过一塔蒸馏，提纯精制TiCl₄产品，塔顶除硅，缩短四氯化钛提纯工艺，无明显结垢现象，避免设备易被腐蚀、管道堵塞等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种硫化氢除钒工艺，该工艺包括步骤如下：

1）将粗TiCl₄注入反应釜A，控制进料速度为2.5～3.0吨/小时，粗TiCl₄占反应釜体积70～80%；

2）启动反应釜A搅拌器，直接向反应釜A内通入硫化氢气体和氮气，硫化氢气体︰粗四氯化钛质量比为（1～2）︰1000；通过调整反应釜顶部的负压管道阀门，控制反应釜A常压反应，硫化氢气体与粗TiCl₄中VOCl₃、氯化铁、氯化镁、氯化铬高沸点杂质反应得到泥浆状物体从反应釜底部排出，排出速度0.05～0.1吨/小时，每1～1.5小时排泥1次，泥浆状物体进入到喷淋塔，经过水洗后，进入废水池内，废水池内添加聚合氯化铝、通入空气曝气，得到沉淀物；

3）反应釜A的中部得到TiCl₄半成品液体，将TiCl₄半成品液体排放到反应釜B内，控制TiCl₄半成品流量在1.5～1.8 m3/h；

4）控制反应釜B内温度120～130℃，陈化反应1～2小时，再将反应釜B内TiCl₄半成品液体打入浮阀塔内蒸馏，利用四氯化硅、四氯化钛沸点差异，让四氯化硅从冷凝器流出到高硅储罐，纯净的四氯化钛进入塔底并排入成品塔釜，即TiCl₄成品，即TiCl₄成品，呈无色，透亮，液体，无明显结垢现象，TiCl₄成品中钒≤0.0024%。

作为优选，所述硫化氢气体和氮气的混合体积比为：2:1。

本发明的有益效果在于：