本發(fā)明屬于鈦化工技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種粗四氯化鈦精制過程中的水解工藝研究。
背景技術(shù):TiCl4既是海綿鈦生產(chǎn)過程中的重要中間產(chǎn)品,也是氯化法鈦白生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵性中間環(huán)節(jié),高鈦渣或人造金紅石在氯化爐經(jīng)過氯氣氯化后,得到TiCl4和氯化鈣、氯化鎂、氯化鐵等氯化物組成的混合爐氣,混合爐氣經(jīng)收塵、冷凝后獲得液態(tài)的粗TiCl4,粗TiCl4再進(jìn)一步蒸餾、精餾,獲得精TiCl4產(chǎn)品,精TiCl4通過還原蒸餾可制取海綿鈦,通過氧化爐氧化則可生產(chǎn)出氯化鈦白。攀枝花某鈦業(yè)公司2009年建成1.6萬(wàn)t/a規(guī)模的TiCl4生產(chǎn)廠,攀鋼海綿鈦廠已建成1.5萬(wàn)t/a規(guī)模的海綿鈦生產(chǎn)線,鋼城集團(tuán)公司的海綿鈦生產(chǎn)規(guī)模達(dá)0.5萬(wàn)t/a,攀鋼鈦業(yè)公司10萬(wàn)t/a氯化鈦白一期工程項(xiàng)目已破土動(dòng)工,鈦??萍脊具x址米易一枝山工業(yè)園區(qū)的氯化鈦白項(xiàng)目已啟動(dòng)了前期工作,源豐鈦業(yè)及運(yùn)達(dá)鈦業(yè)公司等單位也生產(chǎn)TiCl4產(chǎn)品外銷。對(duì)TiCl4生產(chǎn)過程開展工藝和裝備技術(shù)研究十分必要。粗TiCl4含有各種雜質(zhì),包括Fe、Al、V、Cu、Si等的氯化物或氯氧化物,及氯氣、氧氣、氮?dú)獾葰怏w。生產(chǎn)過程中需要進(jìn)一步除去大部分雜質(zhì)后才能用于氯化鈦白或海綿鈦生產(chǎn)。其中最明顯的是,粗TiCl4中的AlCl3如果過高,將增大精制過程中的處理負(fù)荷,特別是采用銅絲除釩時(shí),當(dāng)TiCl4中的AlCl3含量達(dá)到一定值時(shí),銅將與AlCl3發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使銅表面出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象,嚴(yán)重阻礙除釩反應(yīng)的進(jìn)行,影響除釩效果。粗TiCl4預(yù)水解技術(shù)可以有效降低AlCl3含量,且不會(huì)造成TiCl4的損失,國(guó)內(nèi)只有極少部分廠家采用了該技術(shù),而且都是從國(guó)外引進(jìn)的,通過噴射器直接將水噴入TiCl4精制殘液中,但技術(shù)引進(jìn)時(shí),國(guó)外公司只提供了相關(guān)工藝控制參數(shù),沒有對(duì)預(yù)水解反應(yīng)機(jī)理給予解釋,當(dāng)前后工序參數(shù)在生產(chǎn)過程中發(fā)生調(diào)整時(shí),廠家無(wú)法相應(yīng)地修改預(yù)水解的控制參數(shù),曾經(jīng)發(fā)生過某廠家因參數(shù)設(shè)置不當(dāng)造成較為嚴(yán)重的生產(chǎn)設(shè)備事故。攀枝花某鈦業(yè)公司采用國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)工藝,也未采用預(yù)水解技術(shù),因此,對(duì)預(yù)水解技術(shù)機(jī)理進(jìn)行深入研究,找出適合的工藝控制參數(shù),應(yīng)用于TiCl4預(yù)水解工業(yè)生產(chǎn)十分必要。此外,TiCl4通過一級(jí)蒸餾和二級(jí)精餾的精制過程后,會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)于精TiCl4產(chǎn)品數(shù)量15%的蒸餾釜?dú)堃?,該殘液中四氯化鈦含量高達(dá)85%,因此必須回收處理。但該殘液中含有大量的TiCl3、AlCl3、VOCl2、FeCl3、FeCl2、AlOCl、TiOCl2、TiO2、Al2O3、MnCl2、CuCl2等雜質(zhì)。傳統(tǒng)的回收處理方式是將蒸餾釜?dú)堃悍祷鼐七^程,該方式雖不用增加太多設(shè)備,但會(huì)增大精制處理負(fù)荷,可能需要不斷調(diào)整蒸餾塔參數(shù),勢(shì)必降低各塔產(chǎn)率,增大產(chǎn)品單位能耗,造成精制操作的不穩(wěn)定并惡化操作,因此有必要研究更為合理的TiCl4精制殘液回收處理方式。國(guó)內(nèi)極少數(shù)廠家引進(jìn)了烏克蘭的精制殘液水解處理技術(shù),通過噴射器直接將水噴入TiCl4精制殘液,引進(jìn)消化過程中還處于不斷摸索的應(yīng)用研究之中,由于外方針對(duì)特定高鈦渣原料和特定設(shè)備只提供了水解工藝控制參數(shù),沒有給出水解機(jī)理和參數(shù)計(jì)算的依據(jù),當(dāng)鈦渣成份變動(dòng)及前后工藝設(shè)備發(fā)生變化時(shí),我方就無(wú)法實(shí)時(shí)調(diào)整水解參數(shù),造成生產(chǎn)工藝操作不穩(wěn)定,TiCl4產(chǎn)品合格率下降。攀枝花某鈦業(yè)公司等廣大企業(yè)也未對(duì)殘液進(jìn)行預(yù)水解處理。因此,對(duì)蒸餾釜?dú)堃核鈾C(jī)理及控制參數(shù)進(jìn)行深入研究,并應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)具有較大意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種安全高效,可以大大降低四氯化鈦精制負(fù)荷,提高四氯化鈦產(chǎn)品質(zhì)量的精制水解方法。本發(fā)明粗四氯化鈦精制水解工藝,包括粗TiCl4預(yù)水解和蒸餾釜?dú)堃汉笏獾牟襟E,其中粗TiCl4預(yù)水解包括以下步驟:a、向粗TiCl4中加入潮解的NaCl,水解;其中,按照重量比,粗TiCl4:潮解的NaCl=150:0.05~0.2;所述潮解的NaCl為NaCl與水按照固液比10~30:1g/mL混合而成;b、將a步驟水解后產(chǎn)物沉降5~25h,分層,得上清液和底液;底液返回氯化工序;c、將上清液進(jìn)行一級(jí)蒸餾和二級(jí)精餾后,得蒸餾釜?dú)堃汉途芓iCl4。其中,所述一級(jí)蒸餾和二級(jí)精餾采用常規(guī)技術(shù)手段即可。為了進(jìn)一步提高精制TiCl4的產(chǎn)率,本發(fā)明粗四氯化鈦精制水解工藝,其中蒸餾釜?dú)堃汉笏膺€包括以下步驟:d、將蒸餾釜?dú)堃号c潮解的NaCl混合,水解,得水解泥漿;其中,按照重量比,殘液TiCl4:潮解的NaCl=150:12~48;e、將d步驟水解后的水解泥漿沉降5~30h,得上部清液和下部沉淀;f、將e步驟得到的下部沉淀進(jìn)行蒸發(fā),收集蒸汽并冷凝,將冷凝后的冷凝液進(jìn)行沉降處理,得清液和底液;g、將f步驟得到的清液與e步驟得到的上部清液混合,再次沉降,取上層清液,進(jìn)行一級(jí)蒸餾和二級(jí)精餾,得精制TiCl4;h、將f和g步驟沉降得到的底液返回氯化工序。進(jìn)一步的,作為更優(yōu)選的技術(shù)方案,上述所述粗四氯化鈦精制水解工藝,a步驟中優(yōu)選按照重量比,粗TiCl4:潮解的NaCl=150:0.15。進(jìn)一步的,作為更優(yōu)選的技術(shù)方案,上述所述粗四氯化鈦精制水解工藝,其中,b步驟中沉降時(shí)間為10~15h。進(jìn)一步的,作為更優(yōu)選的技術(shù)方案,上述所述粗四氯化鈦精制水解工藝,其中e步驟中沉降時(shí)間為25h。進(jìn)一步的,作為更優(yōu)選的技術(shù)方案,上述所述粗四氯化鈦精制水解工藝,其中d步驟中優(yōu)選按照重量比,殘液TiCl4:潮解的NaCl=150:24。進(jìn)一步的,作為更優(yōu)選的技術(shù)方案,上述所述粗四氯化鈦精制水解工藝,其中所述潮解的NaCl為NaCl與水按照固液比20:1g/mL混合而成。上述所述粗四氯化鈦精制水解工藝,其中所述水解溫度為5~40℃。本發(fā)明粗四氯化鈦精制水解工藝,首先對(duì)粗TiCl4進(jìn)行預(yù)水解處理,間接向粗TiCl4中加入一定比列的水,經(jīng)過沉降后,明顯降低了粗四氯化鈦中的AlCl3的含量;其次對(duì)蒸餾釜?dú)堃哼M(jìn)行后水解處理,同理間接向蒸餾殘液中加入一定量的水,混合水解,再對(duì)水解后的礦漿進(jìn)行沉降,沉降后TiCl4液體中的AlCl3、TiCl3和FeCl3等雜質(zhì)含量得到顯著降低。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單,可以大大降低一級(jí)蒸餾和二級(jí)精餾的精制處理負(fù)荷,減少生產(chǎn)事故發(fā)生率,提高工序生產(chǎn)穩(wěn)定性和收率,提高TiCl4產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本。附圖說明圖1粗TiCl4預(yù)水解工藝流程;圖2蒸餾釜?dú)堃汉笏夤に嚵鞒?。具體實(shí)施方式本發(fā)明粗四氯化鈦精制水解工藝,包括粗TiCl4預(yù)水解和蒸餾釜?dú)堃汉笏獾牟襟E,其中粗TiCl4預(yù)水解包括以下步驟:a、向粗TiCl4中加入潮解的NaCl,水解;其中,按照重量比,粗TiCl4:潮解的NaCl=150:0.05~0.2;所述潮解的NaCl為NaCl與水按照固液比10~30:1g/mL混合而成;b、將a步驟水解后產(chǎn)物沉降5~25h,分層,得上清液和底液;底液返回氯化工序;c、將上清液進(jìn)行一級(jí)蒸餾和二級(jí)精餾后,得蒸餾釜?dú)堃汉途芓iCl4。為了進(jìn)一步提高精制TiCl4的產(chǎn)率,本發(fā)明粗四氯化鈦精制水解工藝,其中蒸餾釜?dú)堃汉笏膺€包括以下步驟:d、將蒸餾釜?dú)堃号c潮解的NaCl混合,水解,得水解泥漿;其中,按照重量比,殘液TiCl4:潮解的NaCl=150:12~48;e、將d步驟水解后的水解泥漿沉降5~30h,得上部清液和下部沉淀;f、將e步驟得到的下部沉淀進(jìn)行蒸發(fā),收集蒸汽并冷凝,將冷凝后的冷凝液進(jìn)行沉降處理,得清液和底液;g、將f步驟得到的清液與e步驟得到的上部清液混合,再次沉降,取上層清液,進(jìn)行一級(jí)蒸餾和二級(jí)精餾,得精制TiCl4;h、將f和g步驟沉降得到的底液返回氯化工序。粗四氯化鈦主要成分均為TiCl4,此外還含有三氯化鋁等雜質(zhì)(粗四氯化鈦中雜質(zhì)成分可查看表1)。表1粗TiCl4主要組成成分綜合粗TiCl4水解問題,粗四氯化鈦預(yù)水解的主要目的是為了降低其溶液中的AlCl3的含量,同時(shí)避免其中的TiCl4不會(huì)因?yàn)樗舛速M(fèi)掉。而粗四氯化鈦中除TiCl4外,還有AlCl3等其它氯化物雜質(zhì),但是AlCl3的活性相對(duì)TiCl4和其他雜質(zhì)活性更高,在低溫下遇水就會(huì)發(fā)生激烈反應(yīng)生成AlOCl。因此,在粗四氯化鈦預(yù)水解時(shí),主要是利用混合液體中AlCl3活性最強(qiáng)的特點(diǎn),往混合液中加水時(shí),AlCl3與水反應(yīng)生成AlOCl沉淀,從而達(dá)到降低混合液中AlCl3含量的目的。化學(xué)反應(yīng)如下:AlCl3+H2O===AlOCl↓+2HCl↑精確控制加入的水量,使混合溶液中AlCl3發(fā)生水解的前提下盡可能不使TiCl4水解。混合溶液水解除AlCl3過程中,即使有少量的TiCl4發(fā)生水解生成TiOCl2,但因有AlCl3的存在,TiOCl2可重新轉(zhuǎn)化為TiCl4,因此TiCl4實(shí)際并未消耗:TiCl4+H2O===TiOCl2+2HCl↑TiOCl2+AlCl3===AlOCl↓+TiCl4上述反應(yīng)在水量充足時(shí),生成TiCl4·5H2O,水量不足時(shí)和低溫將生成TiCl4·2H2O。TiCl4水解的最終產(chǎn)物,在水量充足時(shí),生成正鈦酸的膠體溶液,加熱或者長(zhǎng)期放置會(huì)得到偏鈦酸,反應(yīng)如下:TiCl4+3H2O→H2TiO3+4HCl在300~400℃下氣體TiCl4與水蒸氣反應(yīng)生成TiO2:TiCl4+2H2O===TiO2+4HClAlCl3和TiCl4水解均是放熱反應(yīng),水解產(chǎn)生的HCl氣體進(jìn)入廢氣處理系統(tǒng),粗TiCl4發(fā)生水解時(shí),AlOCl作為沉降中心,起到促進(jìn)其他雜質(zhì)沉降的作用,這樣使其他雜質(zhì)的含量有效的降低了?;旌弦杭铀鼳lCl3時(shí)應(yīng)精確控制水解水量并保證足夠的沉降反應(yīng)時(shí)間,這樣才能使TiCl4水解產(chǎn)生的TiOCl2重新轉(zhuǎn)化為TiCl4,盡量避免和減少TiCl4因水解而損失,因此足夠長(zhǎng)的沉降時(shí)間既保證了AlCl3最大量的降低,又確保TiCl4盡可能的減少。通過精制車間對(duì)粗TiCl4進(jìn)行精餾和蒸餾來(lái)制取精TiCl4,然而這一過程會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)于精TiCl4產(chǎn)品數(shù)15%的蒸餾釜?dú)堃?,該殘液中四氯化鈦含量高達(dá)85%,必須回收處理。但該殘液中含有大量的雜質(zhì)(以AlCl3為主),TiCl4的水解主要目的是降低TiCl4液體中的AlCl3等雜質(zhì)含量,同時(shí)避免其中的TiCl4不發(fā)生水解消耗。攀枝花某廠生產(chǎn)的TiCl4蒸餾釜?dú)堃喝绫?:表2TiCl4蒸餾釜?dú)堃撼煞直沓煞諸iCl3AlCl3VOCl2TiOCl2FeCl2CuCl2TiO2Al2O3FeCl3含量(wt/%)7.5603.7760.7240.0090.0110.0020.1530.1020.230殘液水解處理是一個(gè)十分復(fù)雜的過程,需要精確地控制。其處理工藝實(shí)際上只是使TiCl4殘液中AlCl3發(fā)生了部分水解,但TiCl4并不完全參與其反應(yīng),大部分仍存在于混合液體中。為得到較為純凈的TiCl4,一方面,除對(duì)水解沉降后的清液返回使用外,另一方面,還需對(duì)水解沉降后的下部濃礦漿再一次進(jìn)行蒸發(fā)和沉降,并通過冷凝蒸發(fā)產(chǎn)生的TiCl4蒸氣回收其中的TiCl4。相應(yīng)的,針對(duì)控制水解用水量、加水方式、水解后沉降時(shí)間以及水解溫度是殘液水解回收處理工藝的重要研究方向。對(duì)于TiCl4與水作用、發(fā)生水解的過程,已經(jīng)進(jìn)行過大量研究工作。一般TiCl4與水一接觸就發(fā)生激烈反應(yīng),冒白煙,形成體積很大的黃色沉淀或白色沉淀,并且放出大量反應(yīng)熱。TiCl4和水反應(yīng)的過程相當(dāng)復(fù)雜,與水解溫度、酸度、水量等條件有關(guān)。其方程式為:TiCl4+3H2O==H2TiO3+4HCl↑當(dāng)水量充足時(shí)生成TiCl4·5H2O,最終產(chǎn)物是正鈦酸的膠體溶液,長(zhǎng)期放置或加熱后獲得偏鈦酸。在水量不足和低溫時(shí)生成TiCl4·2H2O。而在TiCl4這些雜質(zhì)中,AlCl3的活性最強(qiáng),在低溫下遇水即發(fā)生激烈反應(yīng)。AlCl3與水反應(yīng)生成AlOCl沉淀,從而降低混合液中AlCl3含量:AlCl3+H2O=AlOCl↓+2HCl↑精確控制加水水量,可使粗TiCl4中主要發(fā)生AlCl3水解而TiCl4基本不發(fā)生水解,即使少量TiCl4水解生成TiOCl2,但因有AlCl3的存在,TiOCl2可重新轉(zhuǎn)化為TiCl4,TiCl4實(shí)際并未水解消耗,少量的TiCl3經(jīng)沉降后可與空氣中的氧發(fā)生氧化反應(yīng)生成TiCl4。TiCl4+H2O=TiOCl2+2HCl↑TiOCl2+AlCl3=AlOCl↓+TiCl44TiCl3+O2=3TiCl4+TiO2AlCl3和TiCl4水解均是放熱過程,水解產(chǎn)生的HCl氣體進(jìn)入廢氣處理系統(tǒng),AlOCl作為沉降中心可促進(jìn)混合液中FeCl3、TiO2等其他雜質(zhì)沉降,使混合液中其他雜質(zhì)含量降低。進(jìn)一步的,作為更優(yōu)選的技術(shù)方案,上述所述粗四氯化鈦精制水解工藝,a步驟中優(yōu)選按照重量比,粗TiCl4:潮解的NaCl=150:0.15。進(jìn)一步的,作為更優(yōu)選的技術(shù)方案,上述所述粗四氯化鈦精制水解工藝,其中,b步驟中沉降時(shí)間為10~15h。進(jìn)一步的,作為更優(yōu)選的技術(shù)方案,上述所述粗四氯化鈦精制水解工藝,其中e步驟中沉降時(shí)間為25h。進(jìn)一步的,作為更優(yōu)選的技術(shù)方案,上述所述粗四氯化鈦精制水解工藝,其中d步驟中優(yōu)選按照重量比,殘液TiCl4:潮解的NaCl=150:24。進(jìn)一步的,作為更優(yōu)選的技術(shù)方案,上述所述粗四氯化鈦精制水解工藝,其中所述潮解的NaCl為NaCl與水按照固液比20:1g/mL混合而成。上述所述粗四氯化鈦精制水解工藝,其中所述水解溫度為5~40℃。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步的描述,并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。實(shí)施例1一、粗四氯化鈦預(yù)水解研究的實(shí)驗(yàn)過程1.1相關(guān)計(jì)算實(shí)驗(yàn)中分別取150g粗TiCl4混合液,并標(biāo)記1#樣品、2#樣品、3#樣品、4#樣品。根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案(加水量對(duì)AlCl3沉淀質(zhì)量的影響方案)以及化學(xué)反應(yīng)式AlCl3+H2O===AlOCl↓+2HCl↑計(jì)算出理論加水量。AlCl3+H2O===AlOCl↓+2HCl↑分子量133.518質(zhì)量0.45gx計(jì)算結(jié)果x=0.05g。則向1#樣品、2#樣品、3#樣品、4#樣品分別加入理論加水量的1倍、2倍、3倍、4倍(如表3)。表3不同樣品的理論加水量(每份藥品質(zhì)量均為150g)1.2研究加水量與沉降時(shí)間對(duì)沉淀質(zhì)量的影響①取1、2、3、4和1#、2#、3#、4#、5#九個(gè)120mL廣口瓶,稱重并記錄數(shù)據(jù);②用100mL移液管分別取150g粗TiCl4置于9個(gè)廣口瓶中;③取攪拌籽,稱重并記錄數(shù)據(jù)后放入9個(gè)廣口瓶并置于磁力攪拌機(jī)上;④在攪拌同時(shí)向1廣口瓶加入1倍于AlCl3含量的水即1.05g潮解的NaCl(水:NaCl=1:20,下同),向2廣口瓶加入2.1g潮解的NaCl,向3加入3.15g潮解的NaCl,向4廣口瓶加入4.2g潮解的NaCl。加入NaCl時(shí)保持加量勻速、少量;在攪拌同時(shí)向1#、2#、3#、4#、5#五個(gè)廣口瓶加入相同質(zhì)量的潮解的NaCl。加入NaCl時(shí)保持加量勻速、少量;確保潮解的NaCl能夠分散到TiCl4溶液中;⑤攪拌15分鐘后,將1、2、3、4廣口瓶取下放置于陰涼處沉降相同的時(shí)間;將1#、2#、3#、4#、5#廣口瓶取下放置于陰涼處沉降,沉降時(shí)間分別為5h、10h、15h、20h、25h;⑥沉降完成后,用醫(yī)用紗布將沉降完成的TiCl4混合液的上層清液過濾到50mL廣口瓶中并貼好標(biāo)簽。稱重剩余沉淀以及廣口瓶總質(zhì)量并記錄數(shù)據(jù);⑦取出廣口瓶中的攪拌籽,清洗廣口瓶和攪拌籽,洗凈后置于通風(fēng)處風(fēng)干;⑧將98%濃鹽酸按體積比1:1稀釋后取10mL稀釋后的鹽酸于50mL容量瓶中;⑨用2mL移液管向容量瓶中加入2mL過濾完成的上層清液,此過程保持加量勻速、少量并不斷搖晃容量瓶,由于放熱量過大,避免手直接觸摸容量瓶底部,防止?fàn)C傷;⑩用高純水將容量瓶定容到50mL等待檢測(cè)。1.3預(yù)水解后Al3+含量的檢測(cè)在23℃左右,有足夠的氬氣下(儲(chǔ)量≥2瓶,純度≥99.995%,氬氣調(diào)節(jié)分壓在0.6Mpa),采用iCAP6000等離子發(fā)射光譜儀對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的樣品進(jìn)行檢測(cè)。1.4粗四氯化鈦預(yù)水解研究的結(jié)果與討論1.4.1NaCl與水潮解的最佳比例從NaCl潮解結(jié)果可以看出,水:NaCl=1:10潮解的NaCl結(jié)塊過多,如果加入到粗四氯化鈦混合液中容易結(jié)塊,AlCl3發(fā)生水解且絮凝懸浮雜質(zhì),反應(yīng)只消耗到NaCl表面便停止了。水:NaCl=1:30潮解的NaCl雖然沒有結(jié)塊,但水并沒有與NaCl混合均勻,原料浪費(fèi)得更多。水:NaCl=1:20潮解的NaCl結(jié)塊少,并且NaCl與水混合均勻,加入到粗四氯化鈦混合液中時(shí)能快速的分散到溶液中去,使水能充分的與AlCl3反應(yīng),盡最大可能的消耗AlCl3,因此,本發(fā)明用到的潮解的NaCl的最好配比為水:NaCl=1:20。1.4.2加水量對(duì)AlOCl沉淀質(zhì)量的影響粗四氯化鈦的預(yù)水解,當(dāng)加入水量過多時(shí),粗TiCl4也會(huì)發(fā)生水解產(chǎn)生更多的泥漿,增添了后續(xù)的工作難度并且使TiCl4浪費(fèi)的更多,不利于企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益;如果加入水量過少,AlCl3水解不充分,增大粗TiCl4的精制難度,甚至使精制的TiCl4因?yàn)锳lCl3的含量過高達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),所以必須精確的控制加水量。為了研究加水量對(duì)AlCl3去除率的影響,實(shí)驗(yàn)過程加入的水量以粗TiCl4中AlCl3質(zhì)量的1倍、2倍、3倍、4倍為基準(zhǔn),沉降相同的時(shí)間后,稱取沉淀質(zhì)量。表4為各種加水量沉降15小時(shí)后的數(shù)據(jù)。表4不同加水量下沉降15h后AlOCl和固體懸浮物的質(zhì)量隨著加水量的不斷增加,沉降的質(zhì)量(沉淀主要為AlOCl和固體懸浮物)不斷上升,當(dāng)AlCl3完全水解后,其中TiCl4發(fā)生少量的水解生成TiOCl2,沉淀質(zhì)量逐漸趨于平穩(wěn)。但TiCl4損失率會(huì)明顯的增加。綜合考慮,水解粗TiCl4的最佳加水量為粗TiCl4中AlCl3含量計(jì)算得到的理論加水量的3倍。1.4.3沉降時(shí)間對(duì)AlOCl沉淀質(zhì)量的影響粗TiCl4水解后,沉降時(shí)間對(duì)AlCl3的去除率有直接的影響。足夠長(zhǎng)的沉降時(shí)間能過保證AlOCl已經(jīng)完全沉降,同時(shí)有利于TiCl4因?yàn)樗馍傻腡iOCl2轉(zhuǎn)化成TiCl4,減少TiCl4的損失。向?qū)嶒?yàn)樣品中加入相同理論加水量(3倍)的水后,沉降5h、10h、15h、20h、25h過濾掉上層清液,稱取剩余沉淀質(zhì)量(沉淀主要為AlOCl和固體懸浮物)。1.4.4上清液中Al3+含量的分析下表(表5)為抽取實(shí)驗(yàn)樣品檢測(cè)Al3+的結(jié)果。可以看出經(jīng)過預(yù)水解工藝后,Al3+的含量比粗TiCl4原液的Al3+明顯下降了許多。隨著時(shí)間的增加,更多的AlCl3被水解,溶液中的Al3+減少。其中效率最好的一組去除率達(dá)到了94.75%,設(shè)TiCl4密度為1.726g/cm3,則基本達(dá)到了工業(yè)上的要求。由此可得到,粗TiCl4通過改變加水量和沉降時(shí)間可以達(dá)到除去大部分AlCl3的效果。表5各實(shí)驗(yàn)樣品Al3+濃度二、蒸餾釜?dú)堃褐蠺iCl4后水解技術(shù)研究的實(shí)驗(yàn)方案1蒸餾釜?dú)堃褐蠺iCl4后水解技術(shù)研究的實(shí)驗(yàn)過程1.1直接加水實(shí)驗(yàn)第一步:首先用100mL移液管取出5份TiCl4蒸餾釜?dú)堃?,分別倒入事先準(zhǔn)備好的5個(gè)100mL玻璃瓶?jī)?nèi)。第二步:計(jì)算出相應(yīng)的理論加水量。由于TiCl4殘液中含有≤3.7%的AlCl3,可通過相應(yīng)的計(jì)算,計(jì)算出樣品中理論的AlCl3量(為了計(jì)算方便,本實(shí)驗(yàn)按3%計(jì)算)。再根據(jù)AlCl3的水解公式,可求得所需的理論加水量。第三步:稱取理論加水量,緩慢加入到玻璃瓶中。第四步:觀察反應(yīng)現(xiàn)象。1.2NaCl(食鹽)潮解率實(shí)驗(yàn)第一步:首先通過查詢相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和結(jié)論,制定出10:1、20:1和30:1的鹽水比例,第二步:分別取5g、10g、20g、50gNaCl(食鹽)。第三步:用10mL和2mL的移液管直接量取蒸餾水體積(1mL水的質(zhì)量為1g)。第四步:將NaCl(食鹽)與所取的蒸餾水充分混合攪拌。第五步:觀察NaCl(食鹽)狀態(tài)變化。2蒸餾釜?dú)堃褐蠺iCl4后水解的結(jié)果分析2.1直接加水實(shí)驗(yàn)通過直接加水的方式,其反應(yīng)十分劇烈,會(huì)冒出大量的白煙,過程難以控制,同時(shí)容易發(fā)生安全事故。因此該加水方式不適用于該實(shí)驗(yàn),故采用加入潮濕的NaCl(食鹽)。向蒸餾釜?dú)堃褐屑尤氤苯獾腘aCl,一方面水可以更好的分散到溶液中去,另一方面新加入的NaCl雜質(zhì)不溶于TiCl4,后期可通過過濾方式去除NaCl雜質(zhì)。此外,蒸餾釜?dú)堃褐斜旧砭痛嬖谝欢康腘aCl雜質(zhì),后期不至于增大雜質(zhì)的處理難度。2.2NaCl(食鹽)潮解率實(shí)驗(yàn)量取的結(jié)果如表6。表6量取的NaCl(食鹽)質(zhì)量與水質(zhì)量通過對(duì)幾組數(shù)據(jù)配制出來(lái)的鹽水進(jìn)行對(duì)比觀察,當(dāng)比例為10:1的時(shí)候,NaCl(食鹽)過于粘稠,易結(jié)成塊狀,在加入TiCl4殘液中,不利于水與TiCl4的接觸反應(yīng)。同理,當(dāng)比例為30:1時(shí),NaCl(食鹽)太過稀稠,也不利于TiCl4殘液水解反應(yīng)。發(fā)現(xiàn)當(dāng)比例為20:1時(shí),其NaCl(食鹽)狀態(tài)最佳,效果最好(其它比例也適合,都不會(huì)影響TiCl4水解實(shí)驗(yàn)的結(jié)果),為NaCl(食鹽)潮解率最大。因此有利于后面實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展。2.3TiCl4殘液水解實(shí)驗(yàn)表7實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)注:30h的沉淀質(zhì)量與25h基本相同,表7中未列出。隨著沉降時(shí)間的增加,沉淀質(zhì)量也逐漸增多,當(dāng)沉降時(shí)間達(dá)到25h以后,沉淀質(zhì)量基本保持不變。呈現(xiàn)這種趨勢(shì),主要是由于TiCl4殘液中含有的雜質(zhì)不可能與水立即反應(yīng)就出現(xiàn)沉淀,需要一個(gè)漸進(jìn)的過程,隨著時(shí)間的推移,其中以Al3+為主的雜質(zhì)就會(huì)逐漸沉淀下來(lái),但到了一定的時(shí)候,由于所加的水量有限,所產(chǎn)生的沉淀就不會(huì)增加。由此可以得出TiCl4殘液水解的最佳沉降時(shí)間為25h。在不同的時(shí)間段,隨著加水量的增加,沉淀質(zhì)量基本相同,在2倍加水量的時(shí)候,沉淀質(zhì)量最大。主要是由于當(dāng)加水量較低時(shí),TiCl4殘液中的雜質(zhì)(以Al3+為主)與水反應(yīng)過程較為緩慢,只有部分的雜質(zhì)沉淀下來(lái)。而當(dāng)加水量過大時(shí),除了雜質(zhì)以外,TiCl4也會(huì)與水反應(yīng),生成TiCl4·5H2O,降低了雜質(zhì)與水反應(yīng)的接觸量,從而導(dǎo)致沉淀質(zhì)量偏低。2.4檢測(cè)結(jié)果(Al3+的含量)樣品中的Al3+的含量如表8所示。表8各檢測(cè)樣品中的Al3+的含量樣品原樣1號(hào)①2號(hào)②3號(hào)③4號(hào)④5號(hào)⑤6號(hào)⑥7號(hào)⑦8號(hào)⑧Al3+(mg/L)97.9310.067.714.954.5323.5915.1710.918.96注:①2倍加水量—10h;②2倍加水量—15h;③2倍加水量—20h;④2倍加水量—25h;⑤3倍加水量—10h;⑥3倍加水量—15h;⑦3倍加水量—20h;⑧3倍加水量—25h。從處理后的樣品中與原樣作對(duì)比,可以明顯的看出Al3+含量呈大幅度降低趨勢(shì),說明TiCl4殘液水解相對(duì)較為徹底,大部分Al3+被沉淀下來(lái)。尤其是4號(hào)樣品(2倍加水量—25h)水解最佳。主要由上已經(jīng)說明,從加水量來(lái)看,在2倍加水量時(shí)、沉淀質(zhì)量最大,其原液中Al3+含量已經(jīng)最低。從沉降時(shí)間來(lái)看,在25h時(shí),沉淀質(zhì)量也最大,其原液中Al3+含量也已經(jīng)最低。2.5樣品中Al3+除去率(%)水解前后以及Al3+除去率的數(shù)據(jù)是根據(jù)相關(guān)計(jì)算得來(lái),其計(jì)算結(jié)果見表9:表9水解前后樣品中Al3+含量(mg/L)的變化及Al3+除去率(%)注:①2倍加水量—10h;②2倍加水量—15h;③2倍加水量—20h;④2倍加水量—25h;⑤3倍加水量—10h;⑥3倍加水量—15h;⑦3倍加水量—20h;⑧3倍加水量—25h。從表中可以明顯的看出各個(gè)樣品對(duì)Al3+除去率(%)均不一樣,大部分都控制在90%左右,相對(duì)5號(hào)(3倍加水量—10h)樣品,其Al3+除去率較低,而4號(hào)(2倍加水量—25h)樣品的Al3+除去率最大,效果最好(主要是因?yàn)?號(hào)樣品原液中Al3+含量最低)。2.6沉降時(shí)間對(duì)Al3+除去率(%)的影響表10沉降時(shí)間與Al3+除去率(%)關(guān)系本實(shí)驗(yàn),未檢測(cè)1倍加水量和4倍加水量,根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)理論計(jì)算得到的。從以上表中,可以看出,隨著沉降時(shí)間的增加,Al3+除去率(%)逐漸增大,當(dāng)沉降時(shí)間為25h以后,其Al3+除去率(%)基本保持不變。由此,沉降時(shí)間為25h時(shí),Al3+除去率(%)最大(由上已說明)。2.7加水量對(duì)Al3+除去率(%)的影響從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看到,當(dāng)沉降時(shí)間維持在一定的值時(shí),2倍加水量明顯的比其它加水量所對(duì)應(yīng)的Al3+除去率(%)有所偏大,由此,2倍加水量有利于Al3+除去(由上已說明)。2.8殘液水解后TiCl3與FeCl3的檢測(cè)當(dāng)加水量為理論加水量的2倍,且沉降時(shí)間為25h時(shí),即按照4號(hào)樣品的水解參數(shù)進(jìn)行操作,獲得水解后的TiCl4樣品。該樣品中Al3+含量最低,此時(shí)還需要了解TiCl3與FeCl3的含量。2.8.1檢測(cè)的原理與方法(1)原理TiCl4精制后殘液中TiCl3分析方法研究中,TiCl3的分析測(cè)定是屬于低價(jià)鈦的測(cè)定,因此,我們采用氧化還原反滴定的方法來(lái)測(cè)定其中Ti3+的濃度。反應(yīng)機(jī)理為:Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+。(2)實(shí)驗(yàn)所用試劑及設(shè)備試劑:三氯化鈦(分析純)、四氯化鈦、中性紅、硫酸鐵銨、鹽酸、硫氰酸銨、重鉻酸鉀、氫氟酸、硼酸、氯化亞錫等試劑。設(shè)備:滴定架、滴定管、移液管(10mL、20mL、25mL)、錐形瓶、量筒等。(3)步驟及方法①鐵標(biāo)液的制備用重鉻酸鉀標(biāo)液滴定硫酸鐵銨,得到鐵標(biāo)液。反應(yīng)原理:Cr2O72~+6Fe3++14H+=2Cr3++6Fe2++7H2O滴定:a)稱取60g硫酸鐵銨置于2000mL容量瓶中,加600mL含30mL濃H2SO4的水溶解,滴加高錳酸鉀溶液直至溶液呈粉紅色,用水稀釋至刻度搖勻。b)取20mL硫酸鐵銨于500mL錐形瓶中,加入過量的氯化亞錫用二氯化汞氧化,再加入水稀釋,加入硫磷混酸,加入二苯胺磺酸鈉做指示劑。c)用高錳酸鉀標(biāo)液滴定并記錄下讀數(shù)。按公式11—1計(jì)算結(jié)果:式中:C(Fe3+)——Fe3+的摩爾濃度;C(Cr3+)——Cr3+的摩爾濃度;V1——重鉻酸鉀標(biāo)液所消耗的體積;V2——所取的硫酸鐵銨的體積。②TiCl3標(biāo)液的制備用鐵標(biāo)液滴定TiCl3,得到TiCl3標(biāo)液。反應(yīng)原理:Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+滴定:(1)用移液管量取分析純TiCl325mL,置于1000mL容量瓶?jī)?nèi),加水定容至1000mL。(2)量取10mL鐵標(biāo)液于500mL錐形瓶,向錐形瓶中加入飽和硼酸20mL,水20mL,濃鹽酸20mL,氫氟酸(40%)10mL,加水稀釋至總體積120mL,再加入硫氰酸銨1mL,中性紅指示劑1mL。(3)用配制好的TiCl3滴定至藍(lán)色消失為終點(diǎn),并記錄下TiCl3的消耗量,計(jì)算出TiCl3的摩爾濃度。按公式11—2計(jì)算結(jié)果。式中:C(Ti3+)——Ti3+的摩爾濃度;C(Fe3+)——Fe3+的摩爾濃度;V1——鐵標(biāo)液消耗的體積;V2——TiCl3消耗的體積。③模擬樣品中Ti3+的測(cè)定反應(yīng)原理:Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+滴定:(1)取一定量一定濃度的模擬樣品于3個(gè)錐形瓶中,加入一定量一定濃度的鐵標(biāo)液于這3個(gè)錐形瓶中,分別反應(yīng)4min、8min、12min。(2)向錐形瓶中加入飽和硼酸20mL,水20mL,濃鹽酸20mL,氫氟酸(40%)10mL,加水稀釋至總體積120mL,再加入硫氰酸銨1mL,中性紅指示劑1mL。(3)用標(biāo)定好的TiCl3滴定至藍(lán)色消失為終點(diǎn),并記錄下TiCl3的消耗量,計(jì)算出TiCl3的質(zhì)量濃度。按公式11—3計(jì)算結(jié)果式中:W(Ti3+)——TiCl3的質(zhì)量濃度;C(Ti3+)——Ti3+的標(biāo)液摩爾濃度;C(Fe3+)——Fe3+的標(biāo)液摩爾濃度;V1——鐵標(biāo)液消耗的體積;V2——TiCl3標(biāo)液消耗的體積;M——TiCl3的分子質(zhì)量;V3——取用的模擬樣品的體積。④模擬樣品中Ti3+的測(cè)定反應(yīng)原理:Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+滴定:(1)取一定量一定濃度的樣品于錐形瓶中,加入一定量一定濃度的鐵標(biāo)液于錐形瓶中,反應(yīng)4min。(2)向錐形瓶中加入飽和硼酸20mL,水20mL,濃鹽酸20mL,氫氟酸(40%)10mL,加水稀釋至總體積120mL,再加入硫氰酸銨1mL,中性紅指示劑1mL。(3)用標(biāo)定好的TiCl3滴定至藍(lán)色消失為終點(diǎn),并記錄下TiCl3的消耗量,計(jì)算出TiCl3的質(zhì)量濃度。按公式11—4計(jì)算結(jié)果:式中:W(Ti3+))——TiCl3的質(zhì)量濃度;C(Ti3+)——Ti3+的標(biāo)液摩爾濃度;C(Fe3+)——Fe3+的標(biāo)液摩爾濃度;V1——鐵標(biāo)液消耗的體積;V2——TiCl3標(biāo)液消耗的體積;M——TiCl3的分子質(zhì)量;V3—取用的樣品的體積。本實(shí)驗(yàn)樣品中含有大量的TiCl3、AlCl3、VOCl2、FeCl3、FeCl2、AlOCl、TiOCl2、TiO2、Al2O3、MnCl2、CuCl2等,但AlCl3、VOCl2、FeCl2、AlOCl、TiOCl2、TiO2、Al2O3、MnCl2、CuCl2都不會(huì)和Fe3+發(fā)生反應(yīng),因此對(duì)本實(shí)驗(yàn)的干擾不大。根據(jù)殘液成分含量表來(lái)看,F(xiàn)e3+的含量不多,可以忽略,因此也不會(huì)對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果造成干擾。2.8.2硫酸鐵銨的滴定結(jié)果表11硫酸鐵銨的滴定序號(hào)分取試樣量消耗重鉻酸鉀量測(cè)定結(jié)果120mL27.85mL0.06234mol/L220mL27.85mL0.06234mol/L分析:硫酸鐵銨的配制是嚴(yán)格按照查閱的資料所配制,實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)果與我們查閱的資料基本一致,此次所測(cè)得實(shí)驗(yàn)結(jié)果是準(zhǔn)確的,我們所配制的鐵標(biāo)液是成功的。2.8.3TiCl3的滴定結(jié)果表12三氯化鈦標(biāo)液滴定結(jié)果序號(hào)取用鐵標(biāo)液樣量消耗三氯化鈦量測(cè)定結(jié)果110.00mL19.65mL0.03173mol/L210.00mL19.65mL0.03173mol/L310.00mL19.65mL0.03173mol/L分析:三氯化鈦標(biāo)液的配制是嚴(yán)格根據(jù)查閱的資料配制而成,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)象來(lái)看滴定是成功的,我們所配制的三氯化鈦標(biāo)液是成功地,但是,表中只展現(xiàn)了一部分?jǐn)?shù)據(jù),因?yàn)槿然佉妆谎趸?,因此每次使用三氯化鈦之前都需要再重新滴定三氯化鈦,以保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。在三氯化鈦的滴定過程中要注意使三氯化鈦不要被氧化了,因此在取用三氯化鈦時(shí),需注意應(yīng)讓三氯化鈦盡量不要和空氣接觸,需用玻璃皿將取出的三氯化鈦蓋上。2.8.4模擬樣品中TiCl3的測(cè)定結(jié)果(1)反應(yīng)時(shí)間本實(shí)驗(yàn)選擇4min、8min、12min三個(gè)水平,但根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,4min時(shí)反應(yīng)已充分進(jìn)行,所以本實(shí)驗(yàn)選擇4min來(lái)作為反應(yīng)時(shí)間。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表13模擬樣品三氯化鈦的測(cè)定結(jié)果注:1、2、3號(hào)所用TiCl3的濃度為0.03173mol/L,4、5、6號(hào)所用TiCl3的濃度為0.03041mol/L。分析:1號(hào)和4號(hào)樣品與其同組樣品結(jié)果不同是由于實(shí)驗(yàn)操作失誤造成的,1、2、3號(hào)和4、5、6號(hào)所用TiCl3的濃度不同是因?yàn)槿然佉妆谎趸看问褂们岸家M(jìn)行重新滴定,以保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。選擇加入5mL模擬樣品是因?yàn)?60mL的模擬樣品90mL濃TiCl4,10mLTiCl3以及60mL濃HCl配制成,按照原三氯化鈦濃度的比例來(lái)算出加入的三氯化鈦的總摩爾量,再根據(jù)配制比例算出應(yīng)加入的樣品量。根據(jù)測(cè)定結(jié)果來(lái)看,此實(shí)驗(yàn)方法用于測(cè)定TiCl4蒸餾釜?dú)堃褐蠺iCl3的含量研究方法是可行的。2.8.5樣品中TiCl3的測(cè)定結(jié)果(1)反應(yīng)時(shí)間本實(shí)驗(yàn)選擇4min、8min、12min三個(gè)水平,但根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,4min時(shí)反應(yīng)已充分進(jìn)行,所以本實(shí)驗(yàn)選擇4min來(lái)作為反應(yīng)時(shí)間。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)法測(cè)得樣品中含有三氯化鈦。分析:排除實(shí)驗(yàn)操作錯(cuò)誤,可以大膽懷疑樣品中根本不含有三氯化鈦,或者三氯化鈦很少,根本測(cè)不出來(lái),于是進(jìn)行了樣品中Fe3+含量的測(cè)定。若樣品中含有大量的Fe3+存在,則樣品中三氯化鈦不存在。2.8.6樣品中Fe3+的測(cè)定結(jié)果(1)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備由于向樣品中滴加硫氰酸銨出現(xiàn)紅色,說明了樣品中不含Ti3+,為進(jìn)一步證明,反測(cè)樣品中是否含有Fe3+。(2)反應(yīng)時(shí)間同TiCl3測(cè)定的時(shí)間一致,選擇4分鐘作為反應(yīng)時(shí)間。(3)計(jì)算將實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)按公式11—5計(jì)算式中:W(Ti3+)——TiCl3的質(zhì)量濃度;C(Ti3+)——Ti3+的標(biāo)液摩爾濃度;C(Fe3+)——Fe3+的標(biāo)液摩爾濃度;V1——鐵標(biāo)液消耗的體積;V2——TiCl3標(biāo)液消耗的體積;M——TiCl3的分子質(zhì)量;V3—取用的樣品的體積。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表14樣品中Fe3+的測(cè)定序號(hào)分取試樣量消耗TiCl3的量測(cè)定結(jié)果110mL24.25mL0.707g/L210mL24.25mL0.707g/L310mL24.25mL0.707g/L410mL24.25mL0.707g/L分析:根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分說明了,樣品中存在很大一部分的Fe3+存在,充分證明了猜測(cè),也說明了樣品中不存在三氯化鈦,或者說TiCl3的含量為痕量。分析原因在于,首先,TiCl3在殘液沉淀過程中,有足夠的時(shí)間與空氣中的O2反應(yīng),生成了TiCl4;其次,由于AlOCl的沉降,形核過程中帶動(dòng)了TiCl3等相關(guān)雜質(zhì)含量的降低。設(shè)TiCl4密度為1.726g/cm3,則Fe3+的百分含量為0.098%。三、研究結(jié)論對(duì)粗TiCl4進(jìn)行預(yù)水解處理,向粗TiCl4中加入一定比列的水,經(jīng)過一段時(shí)間的沉降后,明顯降低了粗四氯化鈦中的AlCl3的含量。對(duì)蒸餾釜?dú)堃哼M(jìn)行后水解處理,將一定量的蒸餾殘液與一定量的水按一定比例混合水解,再對(duì)水解后的礦漿進(jìn)行沉降,TiCl4液體中的AlCl3、TiCl3和FeCl3等雜質(zhì)含量得到顯著降低。(1)粗TiCl4預(yù)水解加水方式通過加入潮解的NaCl來(lái)實(shí)現(xiàn),并且潮解的NaCl中水與NaCl的比例為1:20更能達(dá)到實(shí)驗(yàn)的要求;(2)粗TiCl4預(yù)水解實(shí)驗(yàn)加入的水量過多會(huì)導(dǎo)致TiCl4的浪費(fèi)產(chǎn)生更多的沉淀使處理難度加大,水量不到一定量AlCl3的除去率不夠理想。通過實(shí)驗(yàn)得到加入的水的質(zhì)量最佳為粗TiCl4中AlCl3質(zhì)量的3倍。隨著水量的增加,沉淀質(zhì)量不斷上升,到某一量后,沉淀質(zhì)量趨于平穩(wěn),不再增加;(3)粗TiCl4預(yù)水解后需要一定的沉降時(shí)間來(lái)確保沉淀完全沉降,達(dá)到更好的除去雜質(zhì)效果。實(shí)驗(yàn)表明最佳的沉降時(shí)間在10h~15h之間。沉降開始階段沉淀質(zhì)量不斷增加,當(dāng)AlCl3完全沉降后,沉淀的質(zhì)量不再增加,無(wú)需更多的時(shí)間來(lái)沉降;(4)通過實(shí)驗(yàn),最后粗TiCl4中AlCl3含量去除率達(dá)到了85%~95%,從原液中0.02%降低到了0.002%,達(dá)到了生產(chǎn)海綿鈦的工業(yè)要求。(5)針對(duì)蒸餾釜?dú)堃海ㄟ^對(duì)直接加水和加入潮濕的NaCl(食鹽)的兩種加水方式進(jìn)行對(duì)照分析,發(fā)現(xiàn)加入潮濕的NaCl(食鹽)更有利于TiCl4殘液水解。(6)通過對(duì)NaCl(食鹽)潮解率實(shí)驗(yàn)的3種鹽水比例(20:1、10:1、30:1)進(jìn)行對(duì)照比較,發(fā)現(xiàn)鹽水比例為20:1時(shí),配制出來(lái)NaCl(食鹽)既不粘稠也不黏糊,故NaCl(食鹽)潮解率最佳的鹽水比例為20:1。(7)通過對(duì)蒸餾釜?dú)堃撼两禃r(shí)間(5h、10h、15h、20h、25h、30h)所產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量進(jìn)行分析比較,發(fā)現(xiàn)TiCl4殘液水解的最佳沉降時(shí)間為25h。(8)通過對(duì)蒸餾釜?dú)堃杭铀?1倍理論加水量、2倍理論加水量、3倍理論加水量、4倍理論加水量)所產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量進(jìn)行分析比較,發(fā)現(xiàn)TiCl4殘液水解的最佳加水量為理論加水量的2倍。(9)通過對(duì)蒸餾釜?dú)堃篈l3+的檢測(cè)與計(jì)算,發(fā)現(xiàn)當(dāng)加水量為理論加水量的2倍,且沉降時(shí)間為25h時(shí),Al3+的除去率最好為95.37%,樣品水解前后Al3+的含量分別為0.14%和0.006%,TiCl4殘液水解達(dá)到最佳。(10)通過對(duì)蒸餾釜?dú)堃褐蠺iCl3和FeCl3的檢測(cè)與計(jì)算,加水量為理論加水量的2倍,且沉降時(shí)間為25h時(shí),TiCl4殘液樣品中TiCl3為痕量,F(xiàn)eCl3含量為0.098%。