Способ получения чистых тетрахлорида титана и окситрихлорида ванадия

 

Изобретение относится к способам получения чистых тетрахлорида титана и окситрихлорида ванадия. Цель изобретения - повышение степени извлечения титана и ванадия и снижение себестоимости обоих продуктов. Выделение ванадиевого концентрата из смеси продуктов хлорирования ведут путем ректификации с переводом в дистиллят 85-95% ванадия, а выделение чистого окситрихлорида ванадия из этого дистиллята осуществляют непосредственно ректификацией. Способ позволяет повысить извлечение титана с 93,9 до 97,8-98,6%, ванадия - с 87,6 до 95,7-97,3%. 2 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к производству тетрахлорида титана. Цель изобретения повышение степени извлечения титана и ванадия и снижение себестоимости обоих продуктов. Сущность изобретения поясняется следующими примерами. П р и м е р 1 (по прототипу). 100 т шихты, содержащей оксиды титана и ванадия, а также песковый кокс, в течение 8 ч загружают в работающий солевой хлоратор при температуре расплава хлоридов 750^oC и пропускают через расплав анодный хлоргаз. Парогазовая смесь, образующаяся в хлораторе, проходит через систему конденсации, на выходе которой получают технический тетрахлорид титана с содержанием ванадия 0,08-0,09 мас. Полученный технический продукт подогревают до 30-50^oC и непрерывно подают в емкость с мешалкой, куда вводят также медный порошок (2,5 кг на 1 т тетрахлорида титана). Смесь в течение 2-3 ч проходит через несколько последовательно соединенных емкостей с мешалками. После отстаивания и отделения осадка осветленный продукт (фильтрат), содержащий 0,009-0,010% ванадия, доочищают от ванадия путем обработки низшими хлоридами титана (2,5 кг на 1 т тетрахлорида титана) в кубах ректификационной колонны. Затем этот фильтрат очищают от легколетучих примесей (COCL₂ SiCl₄ и другие, кроме VOCL₃) на ректификационной колонне(имеющей разделяющую способность не более девяти теоретических тарелок) и отгоняют от высококипящих примесей (Ti OCl₂ и др.)очищенный тетрахлорид титана. Кубовый остаток, полученный при взаимодействии низких хлоридов титана с ванадием (процесс доочистки) и содержащий высококипящие примеси, направляют в хлоратор на переработку совместно с исходным сырьем. Меднованадиевую пульпу (ванадиевый концентрат), отделенную от фильтрата после обработки технического тетрахлорида медным порошком, перерабатывают в солевой печи, с получением промпродукта, состоящего из смеси тетрахлорида титана (70-75%) и окситрихлорида ванадия (25-30%). Полученный промпродукт разделяют на каскаде ректификационных колонн, суммарная разделяющая способность которых составляет 70 теоретических тарелок. В результате получают очищенный окситрихлорид ванадия и технический тетрахлорид титана, который возвращают на очистку в общий поток (пример 1 в табл.1 и 2). П р и м е р 2. 100 т шихты, содержащей оксиды титана и ванадия а также пековый кокс, в течение 8 ч загружают в работающий солевой хлоратор при температуре расплава хлоридов 750^oC и пропускают через расплав анодный хлоргаз. Парогазовая смесь, образующаяся в хлораторе, проходит через систему конденсации, на выходе которой получают технический тетрахлорид титана с содержанием ванадия 0,08-0,09 мас. Технический тетрахлорид титана подают в количестве 5 т в час в ректификационную колонну с разделяющей способностью не более 15 теоретических тарелок. Получают дистиллят (ванадиевый концентрат), в котором содержатся легкокипящие примеси (SiCl₄, COCl₂ и др.) и ванадий (VOCl₃), в количестве 82% от его содержания в техническом тетрахлориде титана: кубовый продукт (тетрахлорид титана) с содержанием ванадия 0,03% Затем кубовой продукт, содержащий 0,03% ванадия, обрабатывают низшими хлоридами титана (расход алюминиевого порошка на производство низших хлоридов титана для очистки 1 т TiCl₄ 0,22 кг) и подвергают ректификационной отгонке с получением очищенного тетрахлорида титана и кубового остатка с повышенным содержанием ванадия. Это не позволяет хлорировать кубовый остаток совместно с исходным сырьем (возвратить кубовый остаток в голову процесса) и требует специальной переработки в отдельной солевой печи с последующим ректификационным разделением образующегося промпродукта на TiCl₄ и VOCL₃. Дистиллят (ванадиевый концентрат), полученный ректификацией технического тетрахлорида титана, подвергают последующему ректификационному разделению на каскаде колонн с суммарной разделяющей способностью девяносто теоретических тарелок. При этом получают кремнийсодержащую фракцию (SiCl₄, COCl₂ и др.), очищенный окситрихлорид ванадия и технический тетрахлорид титана, направляемый на переработку совместно с техническим продуктом (TiCl₄). Результаты эксперимента приведены в примере 2 табл.1 и 2. П р и м е р 4. (Оптимальный по предлагаемому способу). Технический тетрахлорид титана (полученный аналогично описанному в примерах 1 и 2) подают в количестве 5 т в час в ректификационную колонку с разделяющей способностью не менее 18 теоретических тарелок. Получают: дистиллят (ванадиевый концентрат), в котором наряду с легкокипящими примесями (SiCl₄, COCl₂ и др.) содержится окситрихлорид ванадия (VOCl₃), в количестве 90% от его содержания в техническом тетрахлориде титана, и кубовый продукт с содержанием ванадия на более 0,01% Кубовый продукт обрабатывают низшими хлоридами титана (расход алюминиевого порошка на производство низших хлоридов титана для очистки 1 т TiCl₄ 0,16 кг) и подвергают ректификационной отгонке с получением очищенного тетрахлорида титана и кубового остатка, направляемого в хлоратор для совместной переработки с титановым шлаком. Дистиллят (ванадиевый концентрат), полученный ректификацией тетрахлорида титана, подвергают последующему ректификационному разделению на каскаде колонн с суммарной разделяющей способностью 96 теоретических тарелок. При этом получают кремнийсодержащую фракцию (SiCl₄, COCl₂ и др.), очищенный окситрихлорид ванадия и технический тетрахлорид титана, направляемый на переработку совместно с техническим продуктом (TiCl₄). Результаты эксперимента приведены в примере 4 табл. 1 и 2. Результаты остальных экспериментов также приведены в табл.1 и 2. При увеличении выше 95% доли ванадия, переводимой в дистиллят из технического тетрахлорида титана, повышается себестоимость обоих получаемых чистых продуктов, что нежелательно в промышленном производстве. Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволит повысить извлечение титана с 93,9 до 97,8-98,6%

Формула изобретения

Способ получения чистых тетрахлорида титана и окситрихлорида ванадия, включающий хлорирование титан- и ванадийсодержащего сырья, конденсацию парогазовой смеси продуктов хлорирования и выделение из нее ванадиевого концентрата, выделение чистого окситрихлорида ванадия из ванадиевого концентрата, очистку от ванадия низшими хлоридами титана продукта, оставшегося после выделения ванадиевого концентрата из смеси продуктов хлорирования, ректификационную отгонку очищенного тетрахлорида титана и хлорирование кубового остатка от указанной отгонки совместно с сырьем, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения титана и ванадия и снижения себестоимости обоих продуктов, выделение ванадиевого концентрата из смеси продуктов хлорирования ведут путем ректификации с переводом в дистиллят 85 - 95% ванадия, а выделение чистого окситрихлорида ванадия осуществляют ректификацией непосредственно из полученного дистиллята.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 27.12.2003

Извещение опубликовано: 20.10.2004        БИ: 29/2004

---