四氯化钛生产过程中氯化尾气的处理方法与流程

1.本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种四氯化钛生产过程中氯化尾气的处理方法。

背景技术：

2.钒钛磁铁矿冶炼过程中会产生高钛型高炉渣，其中tio2含量约为20～24％。针对该高炉渣，形成了以“高温碳化-低温氯化”工艺为主的含钛高炉渣有效利用路线。高温碳化是在电炉中将高炉渣中的tio2转化为tic，制得的含tic炉渣经过破碎后送入沸腾氯化炉与cl2反应制备ticl4。
3.在实际生产中，存在两个问题：一是含tic炉渣含有1～4％的金属fe，立磨破碎过程基本无法破碎，需要经磁选排出系统，磁选分离出的物料包含fe、tic和cao等成分，该物料难以处理；二是氯化尾气含有未冷凝的ticl4、过量cl2、hcl以及其它有毒有害气体，必须在达标排放前对尾气进行吸收处理。
4.现有的氯化尾气吸收方法一般先采用水淋洗，再用naoh、na2co3、石灰水等中和吸收。在利用沸腾氯化法生产四氯化钛的过程中，反应过程是动态的，氯化尾气产生量大，采用现有方法，存在吸收剂的运行成本很高，吸收后副产品的附加值低等问题。

技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种，以解决含tic炉渣破碎时磁选分离出的物料难以处理以及氯化尾气处理成本高的问题。
6.根据本发明的一个方面，提出一种四氯化钛生产过程中氯化尾气的处理方法，包括：将干基与水按预定比例混合，制成浆料；其中所述干基为含tic炉渣在破碎过程中被磁选分离出的物料，所述含tic炉渣为钒钛磁铁矿冶炼产生的含tio2炉渣在碳化过程中的产物，所述干基包含：fe、tic、cao以及mgo；将所述氯化尾气通入被搅动的所述浆料中，利用所述浆料吸收所述氯化尾气中的含氯成分，经过吸收的所述氯化尾气达标排放。
7.根据本发明的一个实施例，将所述浆料置于多个反应器内，将所述氯化尾气依次通入多个所述反应器的浆料中。
8.根据本发明的一个实施例，将经过所述浆料吸收后的氯化尾气进行碱洗，再将经过碱洗的氯化尾气达标排放。
9.根据本发明的一个实施例，在所述浆料失效后，所述方法还包括：对失效浆料进行过滤，获得含tic滤渣和吸收液；将所述含tic滤渣作为氯化的原料返回四氯化钛生产系统；回收所述吸收液中的有价元素，并将回收后获得的清液用于制备所述浆料。
10.根据本发明的一个实施例，所述回收所述吸收液中的有价元素，包括：调节所述吸收液的ph值至3.2-4.1，进行fe
3+
水解；对水解后的产物进行过滤，获得氢氧化铁沉淀物。
11.根据本发明的一个实施例，在利用所述浆料吸收所述氯化尾气时，使得所述浆料的温度为40-75℃。
12.根据本发明的一个实施例，按重量百分比计，所述干基包含：15％-70％的fe、5％-25％的tic、10％-25％的cao以及2％-10％的mgo。
13.根据本发明的一个实施例，所述水与所述干基的体积比为3-10:1。
14.根据本发明的一个实施例，使得所述干基的粒度分布为：粒度小于1cm的颗粒的占比大于80％、粒度为1cm-2cm的颗粒的占比为0～20％、粒度大于2cm的颗粒的占比小于5％。
15.在根据本发明的实施例的氯化尾气处理方法中，利用含tic炉渣在破碎过程中被磁选分离出的物料作为干基制备浆料，并利用所述浆料来对氯化尾气进行吸收处理。一方面可以解决所述磁选分离出的物料难以处理的问题，另一方面可以避免大量采用额外的吸收剂，节省吸收剂的运行成本。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1示出根据本发明一个实施例的氯化尾气处理方法的流程图；
18.图2示出根据本发明另一实施例的氯化尾气处理方法的流程图。
具体实施方式
19.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
20.图1示出根据本发明一个实施例的氯化尾气处理方法的流程图。如图1所示，氯化尾气处理方法，包括：
21.步骤s1，将干基与水按预定比例混合，制成浆料；其中所述干基为含tic炉渣在破碎过程中被磁选分离出的物料，所述含tic炉渣为钒钛磁铁矿冶炼产生的含tio2炉渣在碳化过程中的产物，所述干基包含：fe、tic、cao以及mgo；
22.步骤s2，将所述氯化尾气通入被搅动的所述浆料中，利用所述浆料吸收所述氯化尾气中的含氯成分，经过吸收的所述氯化尾气达标排放。
23.所述被磁选分离出的物料，属于含tic炉渣破碎过程中的副产品，利用所述副产品作为干基制备浆料，并利用所述浆料来对氯化尾气进行吸收处理，可以解决所述副产品的处理难题，达到资源综合利用的目的，还可以避免大量采用额外的吸收剂，节省吸收剂的运行成本，并可有效处理氯化尾气中的未冷凝的ticl4、过量cl2、hcl，稳定地实现尾气达标排放。
24.按重量百分比计，所述干基可以包含：15％-70％的fe、5％-25％的tic、10％-25％的cao以及2％-10％的mgo。除包含fe、tic、cao以及mgo之外，所述干基还可以包含al2o3以及sio2。
25.所述水与所述干基的体积比可以为3-10:1。这样的体积比可以保证浆料具有合适的稠度，既不会太稠而影响氯化尾气在浆料中的扩散，也不会太稀而影响氯化尾气与浆料之间的反应效率。
26.在利用所述浆料吸收所述氯化尾气时，使得所述浆料的温度为40-75℃。这样的温度可以保证氯化尾气与浆料反应时良好的反应速率。当浆料的稠度合适时，由于氯化尾气与浆料反应放热，浆料可以自然地维持在上述温度范围内，无需进行额外的加热措施。在浆料太稀的情况下，当利用所述浆料吸收所述氯化尾气时，浆料的温度难以达到上述温度范围，此时需要通过额外的加热措施来保证浆料的温度达到上述温度范围，以保证合适的反应速率。
27.在本发明的实施例中，使得所述干基的粒度分布为：粒度小于1cm的颗粒的占比大于80％、粒度为1cm-2cm的颗粒的占比为0～20％、粒度大于2cm的颗粒的占比小于5％。
28.这样的粒度分布可以保证浆料和氯化尾气充分接触进行反应。在一般情况下，从tic炉渣破碎过程中被磁选分离出的所述干基能够满足上述粒度分布要求。在所述干基的粒度较大的情况下，可以通过进一步的破碎操作来保证所述干基满足上述粒度分布要求。
29.在一些实施例中，将所述浆料置于多个反应器内，将所述氯化尾气依次通入多个所述反应器的浆料中。从而，通过采用多级浆料进行串联吸收，可以保证氯化尾气被充分地吸收，保证被吸收后的氯化尾气达标排放。可以采用1-3级浆料，即设置1-3个反应器来容纳浆料，使得氯化尾气依次通入1-3个反应器的浆料中。
30.在一些实施例中，将经过所述浆料吸收后的氯化尾气进行碱洗，再将经过碱洗的氯化尾气达标排放。通过在氯化尾气排空前增加一级碱洗，可以保证在浆料失效、更换浆料期间氯化尾气中的含氯成分完全被吸收。
31.图2示出根据本发明另一实施例的氯化尾气处理方法的流程图。如图2所示，在所述浆料失效后，所述方法还包括：
32.对失效浆料进行过滤，获得含tic滤渣和吸收液；
33.将所述含tic滤渣作为氯化的原料返回四氯化钛生产系统；
34.回收所述吸收液中的有价元素，并将回收后获得的清液用于制备所述浆料。
35.通过将获得的含tic滤渣作为氯化的原料返回再次利用，并回收吸收液中的有价元素，可以对资源充分利用，进一步降低生产成本。
36.在一些实施例中，所述回收所述吸收液中的有价元素，包括：
37.调节所述吸收液的ph值至3.2-4.1，进行fe
3+
水解；
38.对水解后的产物进行过滤，获得氢氧化铁沉淀物以及滤液。
39.所述吸收液中处包含大量的fe
3+
之外，还可能包含ca
2+
和mg
2+
。可以在所述滤液中加入相应的净化剂以去除ca
2+
和mg
2+
从而获得清液。可以通过沉淀法、离子交换法等去除ca
2+
和mg
2+
，并回收相应的含钙物和含镁物。可以通过浓缩结晶、过滤，得到氯化钙、氯化镁。在回收所述吸收液中的有价元素之后，得到的清液可以重新补充新水后返回制浆。
40.本发明的氯化尾气处理方法可以综合利用资源，降低沸腾氯化尾气处理成本，整体上操作容易，维护简便。
41.下面根据具体的实施例进行说明。
42.实施例1
43.在直径为1200mm的沸腾氯化系统中采用本发明的氯化尾气处理方法，氯化尾气采用两级浆料进行吸收。
44.按重量百分比计，浆料干基包含：46.3％的fe、17.1％的tic、10.8％的cao、5.7％
的al2o3、13.1％的sio2、2.9％的mgo和4.1％的其他物质。干基的粒度分布为：粒度小于1cm的颗粒的占比为100％。
45.按照水:干基＝6:1的体积比制成浆料约10t，分别装入两个反应罐，每罐5t，对浆料进行搅拌；保持浆料温度为60℃，将含氯尾气通过两级浆料洗涤和吸收，再经过一级碱洗后达标排放。经检测，浆料对氯化尾气的吸收率达到99.7％。
46.浆料失效后排出反应罐，过滤得到含tic滤渣和吸收液，吸收液采用生石灰调整ph值至3.5，进行fe
3+
水解作业，水解完成后过滤得到氢氧化铁；除铁后的滤液加入净化剂，再进一步浓缩结晶、过滤，得到氯化钙、氯化镁。
47.实施例2
48.在直径为1200mm的沸腾氯化系统中采用本发明的氯化尾气处理方法，氯化尾气采用两级浆料进行吸收。
49.按重量百分比计，浆料干基包含：70.1％的fe、9.6％的tic、5.7％的cao、2.7％的al2o3、6.2％的sio2、2.4％的mgo和3.3％的其他物质。干基的粒度分布为：粒度小于1cm的颗粒的占比为82％，粒度为1cm-2cm的颗粒的占比为11％，粒度大于2cm的颗粒的占比为7％。
50.按照水:干基＝10:1的体积比制成浆料约10t，分别装入两个反应罐，每罐5t，对浆料进行搅拌；保持浆料温度为40℃，将含氯尾气通过两级浆料洗涤和吸收，再经过一级碱洗后达标排放。经检测，浆料对氯化尾气的吸收率达到98.6％。
51.浆料失效后排出反应罐，过滤得到含tic滤渣和吸收液，吸收液采用生石灰调整ph值至3.5，进行fe
3+
水解作业，水解完成后过滤得到氢氧化铁；除铁后的滤液加入净化剂，再进一步浓缩结晶、过滤，得到氯化钙、氯化镁。
52.实施例3
53.在直径为1200mm的沸腾氯化系统中采用本发明的氯化尾气处理方法，氯化尾气采用两级浆料进行吸收。
54.按重量百分比计，浆料干基包含：15.8％的fe、11.5％的tic、24.4％的cao、14.6％的al2o3、23.2％的sio2、8.6％的mgo和1.9％的其他物质。干基的粒度分布为：粒度小于1cm的颗粒的占比为90％，粒度为1cm-2cm的颗粒的占比为9％，粒度大于2cm的颗粒的占比为1％。
55.按照水:干基＝3:1的体积比制成浆料约10t，分别装入两个反应罐，每罐5t，对浆料进行搅拌；保持浆料温度为75℃，将含氯尾气通过两级浆料洗涤和吸收，再经过一级碱洗后达标排放。经检测，浆料对氯化尾气的吸收率达到98.8％。
56.浆料失效后排出反应罐，过滤得到含tic滤渣和吸收液，吸收液采用生石灰调整ph值至3.5，进行fe
3+
水解作业，水解完成后过滤得到氢氧化铁；除铁后的滤液加入净化剂，再进一步浓缩结晶、过滤，得到氯化钙、氯化镁。
57.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。

技术特征：

1.一种四氯化钛生产过程中氯化尾气的处理方法，其特征在于，包括：将干基与水按预定比例混合，制成浆料；其中所述干基为含tic炉渣在破碎过程中被磁选分离出的物料，所述含tic炉渣为钒钛磁铁矿冶炼产生的含tio2炉渣在碳化过程中的产物，所述干基包含：fe、tic、cao以及mgo；将所述氯化尾气通入被搅动的所述浆料中，利用所述浆料吸收所述氯化尾气中的含氯成分，经过吸收的所述氯化尾气达标排放。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述浆料置于多个反应器内，将所述氯化尾气依次通入多个所述反应器的浆料中。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将经过所述浆料吸收后的氯化尾气进行碱洗，再将经过碱洗的氯化尾气达标排放。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述浆料失效后，所述方法还包括：对失效浆料进行过滤，获得含tic滤渣和吸收液；将所述含tic滤渣作为氯化的原料返回四氯化钛生产系统；回收所述吸收液中的有价元素，并将回收后获得的清液用于制备所述浆料。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述回收所述吸收液中的有价元素，包括：调节所述吸收液的ph值至3.2-4.1，进行fe
3+
水解；对水解后的产物进行过滤，获得氢氧化铁沉淀物。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在利用所述浆料吸收所述氯化尾气时，使得所述浆料的温度为40-75℃。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按重量百分比计，所述干基包含：15％-70％的fe、5％-25％的tic、10％-25％的cao以及2％-10％的mgo。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水与所述干基的体积比为3-10:1。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使得所述干基的粒度分布为：粒度小于1cm的颗粒的占比大于80％、粒度为1cm-2cm的颗粒的占比为0～20％、粒度大于2cm的颗粒的占比小于5％。

技术总结

本发明公开了一种四氯化钛生产过程中氯化尾气的处理方法，包括：将干基与水按预定比例混合，制成浆料；其中所述干基为含TiC炉渣在破碎过程中被磁选分离出的物料，所述含TiC炉渣为钒钛磁铁矿冶炼产生的含TiO2炉渣在碳化过程中的产物，所述干基包含：Fe、TiC、CaO以及MgO；将所述氯化尾气通入被搅动的所述浆料中，利用所述浆料吸收所述氯化尾气中的含氯成分，经过吸收的所述氯化尾气达标排放。本发明能够有效利用含TiC炉渣在破碎过程中的副产品，并避免大量采用额外的吸收剂，节约生产成本。节约生产成本。节约生产成本。