四氯化鈦的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用含鈦原料的氯化反應(yīng)來制造四氯化鈦的技術(shù)，尤其涉及高效地再利用氯化反應(yīng)中的副產(chǎn)物、被帶出(carry over)的固態(tài)回收物的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為鈦的主要原料的四氯化鈦可利用含鈦原料的氯化反應(yīng)來制造。該氯化反應(yīng)伴有副產(chǎn)物、即含鈦原料中所含的鐵、錳或鎂之類的雜質(zhì)的氯化物的產(chǎn)生。
[0003]另外，在氯化爐中，在氯氣和焦炭中將含鈦原料氯化，含鈦原料逐漸細(xì)化而成為微粉，因此以未反應(yīng)的狀態(tài)被帶出，作為固態(tài)成分而被回收。
[0004]進(jìn)而，有時含鈦原料中的氧化硅等氧化物幾乎不被氯化而被帶出并回收。
[0005]另外，如果是鈦含量高的高含鈦原料，雖然作為副產(chǎn)物而產(chǎn)生的雜質(zhì)少，但由于世界上對鈦及鈦合金的需求高，因而這樣的高含鈦原料變得昂貴，也逐漸地日趨難以獲得這樣的尚含欽原料。
[0006]鑒于上述情況，要求自如地利用雖然作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的雜質(zhì)較多但能以比高含鈦原料更低廉的價格獲得的含鈦原料的技術(shù)。
[0007]當(dāng)將含鈦原料氯化時，在將該含鈦原料氯化時產(chǎn)生的固態(tài)回收物量也會隨著礦石品位的降低而呈現(xiàn)增加的傾向。
[0008]在上述情況下，礦石的氯化本身雖然如此，不過如何處理以因礦石的氯化反應(yīng)而作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的雜質(zhì)成分的氯化物為主的固態(tài)回收物，作為重要的課題而受到關(guān)注。
[0009]進(jìn)而，關(guān)于未反應(yīng)的帶出回收物的處理方法，也作為同樣的課題被認(rèn)識。
[0010]以往，對于包含含鈦原料的氯化反應(yīng)時的副產(chǎn)物和帶出回收物的固態(tài)回收物而言，在利用濕式方式進(jìn)行處理后，利用壓濾機(jī)進(jìn)行處理而進(jìn)行固液分離。對其中的固態(tài)成分進(jìn)行廢棄處理。另一方面，針對分離出的液體，在利用中和等處理將其無害化后，將其在公共下水道中廢棄處理。
[0011]從上述觀點考慮，上述的固態(tài)回收物在環(huán)境負(fù)擔(dān)這方面考慮也不理想，關(guān)于這方面也存在改善的余地。
[0012]關(guān)于含鈦原料的固態(tài)回收物處理，例如已知以下技術(shù):在高溫下使在含鈦原料的氯化反應(yīng)中在產(chǎn)生四氯化鈦的同時作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的雜質(zhì)成分的氯化物和廢料鈦反應(yīng)，將雜質(zhì)成分的氯化物中的氯轉(zhuǎn)移至鈦，以四氯化鈦的形式回收(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0013]然而，在該技術(shù)中，雖然有關(guān)于針對固態(tài)回收物中的氯化物的再利用方法的記載，但沒有關(guān)于固態(tài)回收物中包含的固態(tài)物即微粉狀含鈦原料、焦炭、氧化硅等未反應(yīng)的帶出回收物的處理方法的記載。
[0014]另外，還已知以下技術(shù):從自氯化爐內(nèi)撤出的原料中，利用靜電選礦分離氧化鈦而將其在氯化爐中再利用(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
[0015]但沒有公開對在含鈦原料的氯化反應(yīng)中作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的雜質(zhì)的氯化物、未反應(yīng)的帶出回收物進(jìn)行再利用的技術(shù)。
[0016]還公開了以下技術(shù):使氯氣與包含在含鈦原料的氯化反應(yīng)中作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的金屬氯化物及固態(tài)殘渣的混合物進(jìn)行反應(yīng)，將上述殘渣中包含的氯化亞鐵轉(zhuǎn)化為氣體狀的氯化鐵，然后將該氣體氧化焙燒而回收氯氣(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。
[0017]然而，沒有關(guān)于在該反應(yīng)中殘留的包含未反應(yīng)的帶出回收物的固態(tài)殘渣的處理方法的記載，從減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)的觀點考慮，尚有探討的余地。
[0018]如上所述，期待以下這樣的技術(shù):不僅從在利用含鈦原料的氯化而制造四氯化鈦的工序中產(chǎn)生的固態(tài)回收物中有效利用氯氣，而且甚至能對該固態(tài)回收物中包含的未反應(yīng)的含鈦原料、焦炭進(jìn)行有效利用。
[0019]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2005 - 015250號公報專利文獻(xiàn)2:日本特開平02 - 026828號公報專利文獻(xiàn)3:日本特開昭52 - 114491號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]本發(fā)明涉及從在含鈦原料的氯化工序中產(chǎn)生的固態(tài)回收物中回收有價值物質(zhì)(有価物)的技術(shù)，尤其是，本發(fā)明的目的在于提供能從上述固態(tài)回收物中高效地分離回收氯氣及含鈦原料的技術(shù)。
[0021]鑒于上述實際情況，針對解決上述課題的手段反復(fù)進(jìn)行了深入研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將在含鈦原料的氯化工序中產(chǎn)生的固態(tài)回收物加熱，將該固態(tài)回收物中含有的雜質(zhì)成分的氯化物以氣體形式分離，然后利用氧化焙燒來回收氯氣，作為含鈦原料的氯化劑而再利用；并且針對上述固態(tài)回收物中包含的作為未反應(yīng)物被帶出而殘留的微粉狀的固態(tài)物進(jìn)行造粒，從而可作為鈦原料而再利用，由此完成了本發(fā)明。
[0022]S卩，本發(fā)明涉及的四氯化鈦的制造方法是，具有使含鈦原料、焦炭和氯反應(yīng)的氯化工序的四氯化鈦的制造方法，其特征在于，還具有通過對在氯化工序中作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的固態(tài)回收物進(jìn)行處理而回收氯氣、氧化鈦及焦炭的回收工序，將這些回收物作為四氯化鈦制造用原料再利用。
[0023]本發(fā)明涉及的四氯化鈦的制造方法中，優(yōu)選的方案是，在回收工序中，通過加熱固態(tài)回收物，而將氣體狀的氯化物和微粒狀固態(tài)成分分離，回收氣體狀的氯化物并將其氧化焙燒，從而從氯化物中回收氯氣。
[0024]本發(fā)明涉及的四氯化鈦的制造方法中，優(yōu)選的方案是，將通過上述方法回收的氯氣作為四氯化鈦制造用原料或含鈦原料的氯化劑利用。
[0025]本發(fā)明涉及的四氯化鈦的制造方法中，優(yōu)選的方案是，將從固態(tài)回收物中分離氣體狀的氯化物而殘留的微粒狀固態(tài)物造粒，作為四氯化鈦制造用原料利用。
[0026]本發(fā)明涉及的四氯化鈦的制造方法中，優(yōu)選的方案是，將從上述固態(tài)回收物中分離上述氣體狀的氯化物而殘留的上述微粒狀固態(tài)物作為上述加熱工序的熱源利用。
[0027]本發(fā)明涉及的四氯化鈦的制造方法中，優(yōu)選的方案是，使從上述固態(tài)回收物中分離上述氣體狀的氯化物而殘留的上述微粒狀固態(tài)物中的一部分燃燒，作為上述加熱工序的熱源利用。
[0028]本發(fā)明涉及的四氯化鈦的制造方法中，優(yōu)選的方案是，將從上述固態(tài)回收物中分離上述氣體狀的氯化物而殘留的上述微粒狀固態(tài)物作為有價值物質(zhì)原料利用。
[0029]本發(fā)明涉及的四氯化鈦的制造方法中，優(yōu)選的方案是，使從上述固態(tài)回收物中分離上述氣體狀的氯化物而殘留的上述微粒狀固態(tài)物中包含的鈦礦石與氯氣反應(yīng)，來制造四氯化鈦。
[0030]本發(fā)明涉及的四氯化鈦的制造方法中，優(yōu)選的方案是，將向經(jīng)造粒的微粒狀固態(tài)物中配合含鈦原料而得到的物質(zhì)作為四氯化鈦制造用原料再利用。
[0031]本發(fā)明涉及的四氯化鈦的制造方法中，優(yōu)選的方案是，將向從固態(tài)回收物中分離氣體狀的氯化物而殘留的微粒狀固態(tài)物中配合含鈦原料而得到的物質(zhì)一同進(jìn)行造粒，作為四氯化鈦制造用原料再利用。
[0032]在將上述的微粒狀固態(tài)物和含鈦原料一同進(jìn)行造粒的方案中，優(yōu)選的方案是，配合的含鈦原料是經(jīng)四氯化鈦制造用礦石的整粒工序而從制品中排除的粒度分布的微細(xì)顆粒一方的含鈦原料。
[0033]本發(fā)明涉及的四氯化鈦的制造方法中，優(yōu)選的方案是，氧化鈦是從自四氯化鈦制造用氯化爐中撤出的爐內(nèi)原料中分離出的氧化鈦。
[0034]通過按照本發(fā)明涉及的方法，獲得以下這樣的效果:不僅能高效地分離回收以往作為固態(tài)回收物而被處理的雜質(zhì)成分的氯化物、未反應(yīng)的含鈦原料及焦炭，而且能將回收的氯、含鈦原料及焦炭作為四氯化鈦的原料高效地再利用。
【附圖說明】
[0035]圖1為表示本發(fā)明的第I實施方式的模式圖；
圖2為表示本發(fā)明的第2實施方式的模式圖；
圖3為表示本發(fā)明的第3實施方式的模式圖；
圖4為表示本發(fā)明的第4實施方式的模式圖；
圖5為表示本發(fā)明的第5實施方式的模式圖；
圖6為表示本發(fā)明的第6實施方式的模式圖；
圖7為表示本發(fā)明的第7實施方式的模式圖。
【具體實施方式】
[0036]以下詳細(xì)說明本發(fā)明的最佳實施方式。本發(fā)明是利用氯化法(塩素法)的四氯化鈦的制造方法，其特征在于，將通過對在氯化工序中作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的固態(tài)回收物進(jìn)行處理而生成的氯氣、氧化鈦及焦炭作為四氯化鈦制造用原料再利用。
[0037]此處所謂氯化法是指，使含有氧化鈦的含鈦原料與氯氣和焦炭反應(yīng)而將含鈦原料氯化，從而制造四氯化鈦的方法。
[0038]關(guān)于氯化法本身，省略詳細(xì)圖示，可使用下述公知的氯化爐:在大致圓筒狀的氯化爐內(nèi)一邊進(jìn)行加熱一邊供給含鈦原料及焦炭，并且使氯氣從氯化爐底部的分散盤分散并吹入到氯化爐內(nèi)，形成包含含鈦原料、焦炭和氯的流化床，并產(chǎn)生四氯化鈦。
[0039]在氯化爐內(nèi)的流化床中產(chǎn)生的四氯化鈦成為氣體而在氯化爐內(nèi)上升，經(jīng)由連接于氯化爐頂部的配管而被轉(zhuǎn)移至回收系統(tǒng)。將回收系統(tǒng)冷卻至四氯化鈦的沸點136.4°C以下，以液體形式回收四氯化鈦。
[0040]對于在氯化爐內(nèi)作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的氯化鐵而言，由于其沸點處于高于四氯化鈦的沸點的高溫區(qū)域，所以通過將從氯化爐中排出的處于800?900°C的氣體冷卻至300°C左右，能以固體狀態(tài)將上述氯化鐵從處于氣體狀態(tài)的四氯化鈦氣體中分離除去。
[0041]與此相對，對于氯化硅而言，由于其沸點低于四氯化鈦，所以即使