制備精四氯化鈦的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了制備精四氯化鈦的方法和系統(tǒng)，其中，制備精四氯化鈦的方法包括：將高鈦渣和石油焦加入到氯化爐內(nèi)并與通入所述氯化爐內(nèi)的氯氣在沸騰狀態(tài)下發(fā)生氯化反應，以便得到粗四氯化鈦蒸汽；將所述粗四氯化鈦蒸汽進行冷凝處理，以便得到粗四氯化鈦；將所述粗四氯化鈦與有機試劑通過管道混合器混合并輸送至蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)；以及使所述粗四氯化鈦在蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)進行蒸發(fā)處理，以便得到精四氯化鈦。采用該方法可以有效制備得到純度較高的精四氯化鈦。
【專利說明】
制備精四氯化鈦的方法和系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于鈦白粉生產(chǎn)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及制備精四氯化鈦的方法和系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前制備鈦白粉均首先制備四氯化鈦，再利用四氯化鈦與氧氣在氧化爐內(nèi)發(fā)生快速高溫氧化反應后得到Ti02基料，基料經(jīng)過后工序處理后制得高質(zhì)量的氯化法鈦白粉。然而目前往往影響鈦白粉終產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵步驟并非是Ti02基料的提純，而是在生產(chǎn)四氯化鈦的過程中由于原輔料中含有雜質(zhì)，而導致的生產(chǎn)得到的四氯化鈦中雜質(zhì)含量高，進而導致最終利用該四氯化鈦制備得到的終產(chǎn)品鈦白粉的質(zhì)量較差。因此，目前有關(guān)制備高純度的四氯化鈦的方法有待進一步改進。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種能夠有效制備得到純度較高的精四氯化鈦的方法和系統(tǒng)。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種制備精四氯化鈦的方法，該方法包括:
[0005]將高鈦渣和石油焦加入到氯化爐內(nèi)并與通入所述氯化爐內(nèi)的氯氣在沸騰狀態(tài)下發(fā)生氯化反應，以便得到粗四氯化鈦蒸汽；
[0006]將所述粗四氯化鈦蒸汽進行冷凝處理，以便得到粗四氯化鈦；
[0007]將所述粗四氯化鈦與有機試劑通過管道混合器混合并輸送至蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)；以及
[0008]使所述粗四氯化鈦在蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)進行蒸發(fā)處理，以便得到精四氯化鈦。
[0009]由此，采用本發(fā)明上述實施例的制備精四氯化鈦的方法，將粗四氯化鈦與有機試劑通過管道混合器混合可以顯著提高二者混勻程度，由此可以進一步提高除去粗四氯化鈦中鐵、釩等雜質(zhì)的效率和效果，最終制備得到純度較高的精四氯化鈦。
[0010]根據(jù)本發(fā)明實施例的制備精四氯化鈦的方法進一步包括:
[0011]將經(jīng)過所述蒸發(fā)處理得到的四氯化鈦分階段輸送至多個四氯化鈦存儲罐內(nèi)；
[0012]分別對所述多個四氯化鈦存儲罐內(nèi)的四氯化鈦進行檢測，以便得到純度合格的精四氯化鈦和或純度不合格的四氯化鈦；
[0013]將純度不合格的四氯化鈦返回與有機試劑通過管道混合器混合并進行所述蒸發(fā)處理。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述高鈦渣為金紅石，所述有機試劑為礦物油。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述粗四氯化鈦與有機試劑的混合重量比為100: 0.05-0.5〇
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述管道混合器內(nèi)，所述粗四氯化鈦與有機試劑混合物的流速為20t/h。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述粗四氯化鈦中釩含量為180ppm，所述精四氯化鈦中隹凡含量為不大于3ppm。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提出了一種制備精四氯化鈦的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0019]沸騰氯化爐，所述沸騰氯化爐具有高鈦渣入口、石油焦入口、氯氣入口和粗四氯化鈦蒸汽出口，所述沸騰氯化爐適于高鈦渣和石油焦與氯氣發(fā)生氯化反應制備得到粗四氯化鈦蒸汽；
[0020]冷凝裝置，所述冷凝裝置具有粗四氯化鈦蒸汽入口和粗四氯化鈦出口，所述粗四氯化鈦蒸汽入口與所述粗四氯化鈦蒸汽出口相連；
[0021]管道混合器，所述管道混合器具有粗四氯化鈦入口、有機試劑入口和混合物出口， 所述粗四氯化鈦入口與所述粗四氯化鈦出口相連，所述管道混合器適于將粗四氯化鈦與有機試劑進行混合和輸送；以及
[0022]蒸發(fā)設(shè)備，所述蒸發(fā)設(shè)備與所述混合物出口相連，且適于混合物進行蒸發(fā)處理，以便得到精四氯化鈦。
[0023]由此，采用本發(fā)明上述實施例的制備精四氯化鈦的方法，將粗四氯化鈦與有機試劑通過管道混合器混合可以顯著提高二者混勻程度，由此可以進一步提高除去粗四氯化鈦中鐵、釩等雜質(zhì)的效率和效果，最終制備得到純度較高的精四氯化鈦。
[0024]根據(jù)本發(fā)明實施例的制備精四氯化鈦的系統(tǒng)進一步包括:
[0025]粗四氯化鈦存儲罐，所述粗四氯化鈦存儲罐設(shè)在所述冷凝裝置與所述管道混合器之間。
[0026]根據(jù)本發(fā)明實施例的制備精四氯化鈦的系統(tǒng)進一步包括:
[0027]多個四氯化鈦存儲罐，所述多個四氯化鈦存儲罐分別與所述蒸發(fā)設(shè)備相連，
[0028]任選地，所述多個四氯化鈦存儲罐中的至少一個與所述粗四氯化鈦存儲罐相連。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述多個四氯化鈦存儲罐為兩個?！靖綀D說明】
[0030]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的制備精四氯化鈦的方法的流程圖。
[0031]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的制備精四氯化鈦的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。【具體實施方式】
[0032]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0033]下面參考圖1詳細描述本發(fā)明實施例的制備精四氯化鈦的方法，根據(jù)本發(fā)明具體實施例的制備精四氯化鈦的方法包括:
[0034]將高鈦渣和石油焦加入到氯化爐內(nèi)并與通入所述氯化爐內(nèi)的氯氣在沸騰狀態(tài)下發(fā)生氯化反應，以便得到粗四氯化鈦蒸汽；
[0035]將所述粗四氯化鈦蒸汽進行冷凝處理，以便得到粗四氯化鈦；
[0036]將所述粗四氯化鈦與有機試劑通過管道混合器混合并輸送至蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)；以及
[0037]使所述粗四氯化鈦在蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)進行蒸發(fā)處理，以便得到精四氯化鈦。
[0038]由此，采用本發(fā)明上述實施例的制備精四氯化鈦的方法，將粗四氯化鈦與有機試劑通過管道混合器混合可以顯著提高二者混勻程度，由此可以進一步提高除去粗四氯化鈦中鐵、釩等雜質(zhì)的效率和效果，最終制備得到純度較高的精四氯化鈦。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，上述實施例的制備精四氯化鈦的方法還可以進一步包括:將經(jīng)過所述蒸發(fā)處理得到的四氯化鈦分階段輸送至多個四氯化鈦存儲罐內(nèi)；分別對所述多個四氯化鈦存儲罐內(nèi)的四氯化鈦進行檢測，以便得到純度合格的精四氯化鈦和或純度不合格的四氯化鈦；將純度不合格的四氯化鈦返回與有機試劑通過管道混合器混合并進行所述蒸發(fā)處理。由此可以對提純后的四氯化鈦的純度進行把關(guān)，將純度不合格的四氯化鈦返回再次進行提純處理，由此避免誤將純度不合格四氯化鈦用于制備鈦白粉，影響終產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，首先在氯化爐內(nèi)制備得到的粗四氯化鈦中的釩含量為 180ppm，并且進一步將粗四氯化鈦與有機試劑混合對其進行除雜處理。由于粗四氯化鈦與有機試劑分別為水相和油相，因此將二者混合均勻的難度比較大，本發(fā)明實施例的制備精四氯化鈦的方法通過采用管道混合器將二者在輸送的過程中高度撞擊實現(xiàn)二者的有效混合，并且采用該方法二者混勻程度比較高，進而可以有效利用分散均勻的有機試劑除去精四氯化鈦內(nèi)含有的雜質(zhì)，進而提高精四氯化鈦純度，以便最終提高終產(chǎn)品鈦白粉的純度。同時采用管道混合器將粗四氯化鈦與有機試劑進行混合，還可以在混合的過程中完成粗四氯化鈦向向蒸發(fā)設(shè)備的輸送，進而提高制備精四氯化鈦的效率。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，通過采用本發(fā)明上述實施例的制備精四氯化鈦的方法可以將釩含量為180ppm的粗四氯化鈦提純至純度為不大于3ppm的精四氯化鈦。由此利用該精四氯化鈦制備鈦白粉，可以顯著鈦白粉的質(zhì)量。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，上述用于制備粗四氯化鈦的原料高鈦渣可以為金紅石。優(yōu)選地，用于除雜的有機試劑可以為礦物油，由此采用該有機試劑對粗四氯化鈦進行提純可以顯著提高精四氯化鈦的純度，進而提高利用精四氯化鈦制備鈦白粉終產(chǎn)品的純度。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，可以將粗四氯化鈦與有機試劑在管道混合器內(nèi)按照 100:0.05-0.5的重量比進行混合，換句話說，按照粗四氯化鈦的0.05-0.5重量％加入有機試劑，由此可以顯著提高混勻效果和除雜效果。本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，除雜效果并非與有機試劑的加入量成正比，當有機試劑的加入量明顯高于〇.5重量％時，粗四氯化鈦與有機試劑的分成效果比較明顯，因此，導致二者混勻的難度比較大，除雜效果反而降低。因此，通過大量試驗驗證，向粗四氯化鈦中加入0.05-0.5重量％有機試劑可以顯著提高二者的混勻效果和除雜效果。根據(jù)本發(fā)明的具體示例，通過采用上述方法可以制備得到釩含量不大于 3ppm的精四氣化欽，進而可以進一步提尚利用其制備的終廣品欽白粉的純度。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例，在管道混合器內(nèi)，可以將粗四氯化鈦與有機試劑混合物以20t/h的流速進行混合和輸送，由此可以進一步提高二者的混勻程度。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果流速過慢，二者在管道混合器內(nèi)的撞擊不夠，最終影響混勻效果；如果流速過快，會顯著縮短混合時間，同樣會影響最終的混合效果。因此，采用本發(fā)明上述實施例的流速，可以顯著提高二者的混勻程度，進而提高精四氯化鈦的純度，以便進一步提高利用其制備的終產(chǎn)品鈦白粉的純度。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提出一種制備精四氯化鈦的系統(tǒng)。
[0046] 下面參考圖2詳細描述本發(fā)明具體實施例的制備精四氯化鈦的系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明具體實施例的制備精四氯化鈦的系統(tǒng)1〇〇包括:沸騰氯化爐10、冷凝裝置20、管道混合器 30和蒸發(fā)設(shè)備40。
[0047] 其中，沸騰氯化爐具有高鈦渣入口 11、石油焦入口 12、氯氣入口 13和粗四氯化鈦蒸汽出口 14,沸騰氯化爐10適于高鈦渣和石油焦與氯氣發(fā)生氯化反應制備得到粗四氯化鈦蒸汽；冷凝裝置20具有粗四氯化鈦蒸汽入口 21和粗四氯化鈦出口 22,粗四氯化鈦蒸汽入口 21與粗四氯化鈦蒸汽出口 14相連；管道混合器30具有粗四氯化鈦入口 31、有機試劑入口 32和混合物出口 33,粗四氯化鈦入口 31與粗四氯化鈦出口 22相連，管道混合器適于將粗四氯化鈦與有機試劑進行混合和輸送；以及蒸發(fā)設(shè)備40與混合物出口 33相連，且適于混合物進行蒸發(fā)處理，以便得到精四氯化鈦。
[0048]由此，采用本發(fā)明上述實施例的制備精四氯化鈦的系統(tǒng)，將粗四氯化鈦與有機試劑通過管道混合器混合可以顯著提高二者混勻程度，由此可以進一步提高除去粗四氯化鈦中鐵、釩等雜質(zhì)的效率和效果，最終制備得到純度較高的精四氯化鈦。
[0049] 根據(jù)本發(fā)明具體實施例的制備精四氯化鈦的系統(tǒng)進一步包括:粗四氯化鈦存儲罐 50 〇
[0050] 粗四氯化鈦存儲罐50設(shè)在冷凝裝置20與管道混合器30之間。由此可以保證管道混合器30的連續(xù)運行，維持預定的輸送流速，進而提高粗四氯化鈦與有機試劑的混勻程度，進而提尚利用其制備的終廣品欽白粉的純度。
[0051] 根據(jù)本發(fā)明具體實施例的制備精四氯化鈦的系統(tǒng)進一步包括:多個四氯化鈦存儲罐60,多個四氯化鈦存儲罐分別與所述蒸發(fā)設(shè)備相連。由此可以分階段地對蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)制備得到的四氯化鈦進行存儲。并且可以分別對每個四氯化鈦存儲罐內(nèi)的四氯化鈦的純度進行檢測，分析其純度是否合格。
[0052] 根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，上述多個四氯化鈦存儲罐中的至少一個與粗四氯化鈦存儲罐相連。由此可以對提純后的四氯化鈦的純度進行把關(guān)，將純度不合格的四氯化鈦返回再次進行提純處理，由此避免誤將純度不合格四氯化鈦用于制備鈦白粉，影響終產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0053]優(yōu)選地，如圖2所示，上述多個四氯化鈦存儲罐為兩個。
[0054] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0055] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。
[0056] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。

河南龍興鈦業(yè)科技股份有限公司成立于2012年4月，企業(yè)注冊資金2824萬元。公司現(xiàn)占地面積50余畝，職工總數(shù)130余人。2017年在全國中小企業(yè)股份轉(zhuǎn)讓系統(tǒng)（新三板）正式掛牌，證券代碼870491。
公司現(xiàn)擁有30余項國家發(fā)明專利，并與高校和科研機構(gòu)合作，共同擁有5項專利。2017年公司先后被認定為國家高新技術(shù)企業(yè)、河南省科技小巨人企業(yè)、河南省科技型中小企業(yè)，河南省“專精特新”中小企業(yè)，是濟源市30家重點企業(yè)之一。2018年公司通過質(zhì)量、環(huán)境、職業(yè)健康安全管理三體系認證。
公司以四氯化鈦生產(chǎn)為基礎(chǔ)，集鈦功能材料產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體，目前致力產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，積極開展亞氧化鈦、電子級二氧化鈦、電子級碳酸鋇、納米級二氧化鈦、化妝品級二氧化鈦以及納米鈦功能材料等新型高科技產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)。公司以優(yōu)異的產(chǎn)品質(zhì)量和良好的售后服務，贏得了市場的高度認可，客戶遍及華中、華東、華北等地，并出口至歐洲、中東、日本、韓國及臺灣地區(qū)。