快速判断低价钛矿浆质量异常的方法与流程

1.本发明属于冶金化工技术领域，具体涉及一种快速判断低价钛矿浆质量异常的方法。


背景技术：

2.目前工业上对粗ticl4进行除钒处理的方法主要有铜丝除钒法、硫化氢除钒法、有机物除钒法和铝粉除钒法。因铝粉除钒具有效率高、产品质量好等优点被广泛应用，在铝粉除钒工业中，低价钛矿浆是粗四氯化钛制品除去vocl3、vcl4等钒杂质的重要原料，其制备过程是精制工序中最重要的环节之一，低价钛质量的好坏直接影响蒸馏除v、al的效果，对精制系统稳定生产、精四氯化钛质量有着重要影响。
3.在生产过程中，制备得到的低价钛除钒试剂采用常规滴定法检验其质量是否满足生产需求，检验流程及时间较长，每检测一次需要30-40分钟，不便于实现快速判定低价钛质量，导致不合格的低价钛进入精制系统，影响精制系统的连续稳定生产，同时增加了ticl4的生产成本。


技术实现要素：

4.本发明在现有低价钛制备的基础上，优化了低价钛制备过程控制工艺参数的优化，并通过对反应过程中体系反应情况进行分析，及时、准确判断所制备的低价钛质量是否正常，避免不合格的低价钛除钒试剂进入蒸馏系统。
5.本发明提供了一种快速判断低价钛矿浆质量异常的方法，该方法包括：
6.a、利用铝粉还原四氯化钛反应得到低价钛矿浆；
7.b、反应过程中，反应罐损失液位《7％、反应罐损失液位≥30％或者最高温度《130℃满足其一，判断为低价钛矿浆质量不合格；
8.c、低价钛矿浆取样判废标准为存在明显铝粉颗粒或产品无法挂壁玻璃容器，判断为低价钛矿浆质量不合格。
9.其中，上述快速判断低价钛矿浆质量异常的方法，步骤a中，制备低价钛矿浆时，铝粉活性控制在80～90％，铝粉混合液固含量控制在25～35g/l。
10.其中，上述快速判断低价钛矿浆质量异常的方法，步骤a中，制备低价钛矿浆时，控制反应罐通入氯气浓度≥85％、氯气压力120～250kpa、氮气压力110～200kpa和每0.5～1.2t铝粉混合液通氯气量在10～15m3。
11.其中，上述快速判断低价钛矿浆质量异常的方法，步骤a中，制备低价钛矿浆时，控制反应罐最高温度130～136℃，反应罐内压力-1.5～-0.5kpa，通氯量10～15m3/批。
12.其中，上述快速判断低价钛矿浆质量异常的方法中，合格低价钛矿浆为：外观颜色为紫红色，流动性好，均匀搅拌后有明显的挂壁现象。
13.本发明的有益效果：
14.本发明为了解决现有低价钛制备过程中其质量控制异常的问题，在现有低价钛制
备工艺参数控制的基础上，经过大量实验得到制备过程中最佳控制范围值，合理地控制氯气流量、反应罐压力、反应过程最佳损失液位、外观预判颜色等参数，这些参数相辅相成，从而实现了低价钛制备在通入cl2过程中，利用铝粉还原四氯化钛在反应罐中充分反应，并通过对反应过程中体系反应情况进行分析，最终实现了低价钛制备中质量异常的快速判断，将低价钛ticl3含量控制在5～10％。本发明方法能够确保对低价钛质量异常时进行快速判断及处理，确保低价钛合格，能够更好地用于下一道工序除钒，保证了最终产品的质量。
具体实施方式
15.具体的，快速判断低价钛矿浆质量异常的方法，其包括：
16.a、利用铝粉还原四氯化钛反应得到低价钛矿浆；
17.b、反应过程中，反应罐损失液位《7％、反应罐损失液位≥30％或者最高温度《130℃满足其一，判断为低价钛矿浆质量不合格；
18.c、低价钛矿浆取样判废标准为存在明显铝粉颗粒或产品无法挂壁玻璃容器，判断为低价钛矿浆质量不合格。
19.利用铝粉还原四氯化钛反应制备低价钛矿浆时，将合格的铝粉混合液(铝粉和四氯化钛的混合液，尚未发生任何化学反应)输送至反应罐中(反应罐的容积一般为0.92m3)，通入氯气反应，控制每0.5～1.2t铝粉混合液通氯气量在10～15m3，当反应温度达到85℃时，停止通入氯气，低价氯化钛在反应活化剂(氯气)的存在下，由铝粉还原四氯化钛得到，还原过程生成的三氯化铝催化四氯化钛还原为三氯化钛。通氯气过程中的重点是对氯气流量监控，若氯气流量偏离控制范围，制备的低价钛流动性、外观颜色存在差异。氯气流量偏低，造成氯气量不足，制备的低价钛过稀，易反应以ticl3·
alcl3存在的晶体态，ticl3分子数附着量减少，其接触ticl3分子反应面积很小，其活性非常差，判断为不合格；氯气流量偏高，则会造成过氯反应，易反应以2alcl3·
ticl3存在的晶体态，alcl3分子附着在ticl3分子表面，alcl3分子数量较多，表面的alcl3分子阻隔着vocl3和ticl3的相互接触，没有除钒的活性，颜色灰黑或灰褐，判断为不合格。
20.反应过程中，反应罐温度会不断上升，观察反应罐温度上升情况，正常情况下，反应罐物料会从50℃持续上升至130～136℃，因此当反应最高温度＜130℃时，可判断反应罐中铝粉反应不充分，存在单质铝粉，晶体络合情况差，除钒效率低，易导致蒸馏系统v、al含量同时超标，直接判废。
21.反应过程中，当反应罐温度持续上升后有明显回落现象时，观察冷凝收集罐液位收集情况，通过对反应罐每批次的损失液位判断，反应罐损失液位《7％或者≥30％，则判断为低价钛矿浆质量不合格；并且若连续3批次均在《7％或≥30％，此时就需要对反应罐的呼吸系统检查、疏通，避免由于设备原因导致产品不合格。
22.对制备好的低价钛取样，根据物料外观颜色进行人工预判，取样前对取样管中的余料排放3～5s，使用透明取样瓶接装，物料按照取样瓶的1/3取备，人工对取样瓶左右摇晃，观察物料颜色及有无挂壁现象，同时观察低价钛在瓶壁上的流动性，是否存在单质铝粉量；若存在明显铝粉颗粒或产品无法挂壁玻璃容器，判断为低价钛矿浆质量不合格。
23.制备低价钛时，通过以上几步能够快速判断低价钛质量是否合格，合格的低价钛呈现出紫红色，在摇晃过程中有明显的挂壁现象，流动性较好，且银色亮白的单质铝粉少；
在现有规模中，一般每罐可制备得到合格低价钛0.75吨左右。
24.通过对低价钛质量异常情况进行分析，本发明发现，制备低价钛矿浆时，铝粉活性控制在80～90％，铝粉混合液固含量控制在25～35g/l，控制反应罐通入氯气浓度(反应罐内氯气占整个体系氛围的体积比)≥85％、氯气压力120～250kpa、氮气压力110～200kpa和每0.5～1.2t铝粉混合液通氯气量在10～15m3，控制反应罐最高温度130～136℃，反应罐内压力-1.5～-0.5kpa，通氯量10～15m3/批(现有工艺每批次0.5～1.2t铝粉混合液)；通过合理地控制氯气流量、反应罐压力、反应过程最佳损失液位、外观预判颜色等参数，更有利于制备得到3ticl3·
alcl3晶体态含量85％的高活性低价钛。
25.采用本发明方法能够及时、准确、快速的判断低价钛质量异常，并及时采取调节措施，所得的低价钛ticl3含量在5～10％，甚至能够达到8～9％的最佳控制范围，同时解决了因样品分析时间长，导致延迟系统工艺参数的调整时间问题。通过对质量异常情况进行分析，本发明通过合理地控制低价钛制备各过程参数，能够达到蒸馏系统除钒效率的低价钛除钒试剂，精ticl4质量指标达到了99.99％以上，可为后续生产高品质的终端产品提供重要的原料保障，具有比现有光凭借检验指标的方法更快捷的技术效果和实际指导作用。
26.本发明中，所述含量均为质量百分含量。
27.下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。
28.实施例1
29.在低价钛制备过程中，对低价钛制备质量进行预判，其判废参数及结果如表1所示：
30.表1低价钛制备质量判定结果
[0031][0032]
表2同一批次低价钛的应用结果
[0033][0034]
结果表明：粗钛中不同vocl3含量时，依据以上快速判断低价钛质量的方法所制得的低价钛矿浆除钒效果较好，通过蒸馏釜中的除钒反应，可使ctt中vocl3含量降低为0.0003％，vocl3杂质几乎除尽，alcl3含量在可控范围，发现用判定不合格的低价钛除钒试剂生产的精四氯化钛中，alcl3杂质指标波动，精ticl4质量指标达到了99.99％以上，可为后续生产高品质的终端产品提供重要的原料保障。