AlCl3在海绵钛生产中的危害及其解决措施
2014-06-12陈德明马艳琴陈映志
张 静,陈德明,马艳琴,陈映志
(攀枝花钢企欣宇化工有限公司,四川 攀枝花 617064)
0 引 言
在富钛料(包括钛渣、人造金红石及天然金红石和钛精矿等)加碳氯化生产四氯化钛过程中,由于富钛料中含有1%~3%的Al2O3,氯化炉内衬耐火材料也含有30%以上的Al2O3,在氯化过程中,这些Al2O3将部分被氯化生成AlCl3进入四氯化钛中。另外,在铝粉除钒精制工艺中,低价钛制备过程中产生的AlCl3也会进入四氯化钛中。AlCl3在四氯化钛中的溶解度受温度的影响比较大,如在25 ℃常温下的溶解度仅为0.07%,而在125 ℃时溶解度上升到4.8%。因此,四氯化钛中的AlCl3在低温下很容易饱和结晶析出,沉积粘附在热交换器的管道内壁,一方面会使热交换器换热效果大大降低,另一方面有可能堵塞管道[1],严重影响生产。此外,AlCl3是一种酸性很强的路易斯酸,可对钢制设备产生强烈的腐蚀[2]。Hans H.Glaeser等人对四氯化钛中AlCl3对钢板的腐蚀速率进行了试验研究,发现含2.5% AlCl3的四氯化钛溶液对钢板(ASTM1020)的腐蚀速率可达200~250 μm/月,如果含有8%的AlCl3,对钢板的腐蚀速率可达900~1 500 μm/月[3]。因此,当四氯化钛中的AlCl3含量过高时,四氯化钛设备经常会被严重腐蚀,导致设备维修成本过高。
针对上述问题,对欣宇化工前期生产中因四氯化钛中AlCl3偏高严重影响生产的情况进行分析,查阅参考了国外四氯化钛中AlCl3含量控制及去除技术,并结合欣宇化工的设备及工艺现状,提出了控制和降低粗四氯化钛中AlCl3含量的措施。
1 AlCl3偏高对海绵钛生产的影响
欣宇化工采用沸腾氯化→铝粉除钒精制→镁法还蒸工艺生产海绵钛,因此,四氯化钛中AlCl3可能来自于以下三个方面:一是来自于高钛渣,高钛渣中含有1%~2%的Al2O3,在氯化过程中,大部分 Al2O3被氯化生成AlCl3进入粗四氯化钛中;……
