三氯化鋁水解方案去除四氯化鈦中雜質(zhì)的研究
1、概要
氯化車間主要為精制車間提供固體懸浮物含量合格的粗四氯化鈦,國內(nèi)廠家的做法是把流出濃縮機的四氯化鈦打入高位槽,然后打入壓濾器壓濾,但是實際上,由于懸浮物粒度和密度較小的原因,過濾的效果并不明顯,且經(jīng)常造成過濾器阻塞、粗四氯化鈦固體懸浮物含量不合格需要重復(fù)過濾等問題,本文通過加入三氯化鋁,改變工序等實現(xiàn)了對四氯化鈦的精化效果,這種方法不僅僅簡化了去除粗四氯化鈦中固體懸浮物工序,還節(jié)約了設(shè)備維護成本和人工成本,是節(jié)能降耗的一個好方案,下面給大家詳細介紹一下。
2粗四氯化鈦中固體懸浮物的性質(zhì)
2.1主要成分
用于精四氯化鈦生產(chǎn)的粗四氯化鈦含有溶解的高濃度三氯化鋁(質(zhì)量含量大概為0.58%)和懸浮固體(質(zhì)量含量0.6%)。其中固體懸浮物主要是原料中小粒度的石油焦和高鈦渣,由于粒度比較小,在除塵階段沒有來得及沉降,就被帶如到淋洗工序,以固體的形式懸浮在四氯化鈦中。
2.2三氯化鋁水解.絮凝性質(zhì)
眾所周知,三氯化鋁具有很強的水解性能,且可作為絮凝劑使用,同時,粗四氯化鈦中含有質(zhì)量分數(shù)為0.58%的三氯化鋁,如果向粗四氯化鈦中加入定量的水,使粗四氯化鈦中的三氯化鋁發(fā)生水解,并使其起到絮凝劑的作用,就可以加速粗四氯化鈦中固體懸浮物的沉降速度,那么在氯化工序就可以取消過濾工序,達到簡化工序,節(jié)約成本的效果。
2.2.1三氯化鋁水解特性
三氯化鋁水解反應(yīng)過程基本可以概括為以下步驟:
1)單體離子水解縮聚生成二聚體.
2)單體與二聚體的a、b品軸方向定向水解聚合,生成二維或單層三水鋁石結(jié)構(gòu)的羥基聚合物
3)平行定向的二維或三水鋁石鋁層之間沿c晶軸相互聚合生成具有三維結(jié)構(gòu)的羥基聚合物;
4)各形態(tài)間繼續(xù)進行聚合而轉(zhuǎn)化成無定形凝膠沉淀物。
2.2.2三氯化鋁絮凝作用機理
圖2為三氯化鋁絮凝作用過程示意圖,從圖2可以看出,三氯化鋁絮凝作用的主要步驟;
1)迅速地進行水解反應(yīng)并生成溶解態(tài)正電荷單體或聚合形態(tài),
2)溶解態(tài)正電荷水解形態(tài)迅速擴散遷移到固/液界面.
3)正電荷水解形態(tài)吸附在負電荷膠體顆粒表面,降低或中和表面負電荷,并導(dǎo)致膠體顆粒脫穩(wěn)
4)吸附在顆粒表面的正電荷水解形態(tài)進一步水解和化學(xué)結(jié)構(gòu)重排。
這四步反應(yīng)中,第四步反應(yīng)較為緩慢。水中投加三氯化鋁后,高電荷的聚合形態(tài)的三氯化鋁水解產(chǎn)物直接擴散遷移到固/液界面,隨即發(fā)生強烈的電中和作用能力,同時吸附的聚合形態(tài)明顯延遲水解趨勢而使其具有較大的粘附活性。
吸附在固體可以上的三氯化鋁水解產(chǎn)物,在進一步水解過程中,發(fā)生多顆粒間的反應(yīng),顆粒逐漸增大,發(fā)生絮凝作用,使沉淀速度增大。達到快速去除粗四氯化鈦中固體懸浮物的效果。
3.對目前粗四氯化鈦去除固體懸浮物工藝的改造
3.1目前工藝
圖3為粗四氯化鈦除固體懸浮物原有流程圖,如圖3所示,原粗四氯化鈦去除固體懸浮物的流程復(fù)雜,循環(huán)泵槽的四氯化鈦隘流至沉降槽,在沉降槽中粗四氯化鈦做初步沉降,溢流至中間槽,再由中間槽泵打至高位槽,進行管式過濾,經(jīng)檢驗合格后,打至產(chǎn)品槽,再由產(chǎn)品槽輸送到精制車間,在此過程中由于濾布多次披堵塞,需要不時更換濾布,增加了工人的勞動強度和現(xiàn)場的工作環(huán)境。
考慮到三氯化鋁的水解及絮凝特性,在氯化車間濃密機上方裝水解裝置,加水使四氯化鈦中三氯化鋁發(fā)生水解,并起到絮凝作用,然后水解后的粗四氯化鈦在濃密機中自然沉降,沉降后的四氯化鈦溢流至中間槽,由中間槽之間打至精制車間蒸餾使用,同時,濃密機提泥漿螺旋一直開啟,將沉降至濃密機錐形底部的泥漿不斷的提出,井返氯化爐處理,此工藝流程省去了氯化車間過濾工序,且泥漿直接在氯化車間消化,省去大量的設(shè)備維護費用和人工。在氯化車間實現(xiàn)去除固體懸浮物的目的。
4.結(jié)語
本文根據(jù)粗四氯化鈦中雜質(zhì)三氯化鋁性質(zhì),提出了在氯化車間增加水解工序,在濃密機中自然沉降去除粗四氯化鈦中部分三氯化鋁雜質(zhì)和固體懸浮物的方案,并從理論上分析了水解可以增加固體懸浮物沉降速度,達到精制工序?qū)Υ炙穆然佡|(zhì)量的要求。該方法簡化了去除粗四氯化鈦中固體懸浮物工序,節(jié)約了設(shè)備維護成本和人工成本,可以作為海綿鈦生產(chǎn)過程中節(jié)能降耗的一個措施。
同類文章排行
- 采用三氯化鋁比色法測定中藥總黃酮含量的可行性研究
- 三氯化鋁與助催化劑連用時發(fā)生的有機化學(xué)反應(yīng)有哪些?
- 三氯化鋁作為催化劑單獨使用時催化的有機化學(xué)反應(yīng)有哪些?
- 在有機合成中三氯化鋁是如何作用的
- 利用水解水制取結(jié)晶三氯化鋁的生產(chǎn)試驗
- 三氯化鋁的生產(chǎn)工序及生產(chǎn)過程中異常情況的處理方法
- 三氯化鋁與溶劑一同使用會發(fā)生哪些反應(yīng)?
- 液態(tài)三氯化鋁催化合成萜烯樹脂的工藝條件探討
- 從制漿造紙廢水處理廢渣中回收三氯化鋁絮凝劑的方法
- 三氯化鋁水解方案去除四氯化鈦中雜質(zhì)的研究