含鈦原料的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在四氯化鈦制備工序中產(chǎn)生的副產(chǎn)物的有效處理方法，特別是以提供有效地從所述副產(chǎn)物回收有價物并再利用的方法為目的。
【背景技術(shù)】
[0002]四氯化鈦可通過含鈦原料的氯化反應(yīng)進行制備，但在含鈦物中以氧化物的形態(tài)含有若干百分比的鐵和硅等雜質(zhì)，目前的情況是將這些雜質(zhì)氧化物氯化而副生成的雜質(zhì)金屬氯化物作為廢棄物進行處理。
[0003]在將這些廢棄物進行水洗處理以無害化后分離成固體物和水分，將固體物作為填埋料等利用，將水分作為廢水處理。
[0004]但是，上述處理不僅均產(chǎn)生成本，而且在所述副產(chǎn)物中的固體物中含有可用作四氯化鈦的制備用原料的高含鈦原料和碳原料未反應(yīng)而直接轉(zhuǎn)移出來的原料。另外，也以氯化物的形態(tài)含有在含鈦原料的氯化反應(yīng)時使用的氯，這些未反應(yīng)原料和氯成分等的有價物也被廢棄，從削減成本和保護資源的觀點出發(fā)均有改善的余地。
[0005]對于這樣的觀點，已知以下技術(shù):通過在高溫下使在四氯化鈦的制備工序中副生成的鈦以外的金屬氯化物與金屬鈦反應(yīng)，將該金屬作為有價物回收，同時將金屬氯化物中的氯作為鈦氯化物回收(例如參照專利文獻I)。
[0006]但是，在該方法中需要對固定有該金屬氯化物中的氯的鈦氯化物重新進行處理，在成本和工藝方面仍有改善的余地。
[0007]另外，也已知在將含氯廢棄物加熱以分離除去氯氣從而進行無害化處理后，進行燃燒或氣化處理的方法(例如參照專利文獻2、3)。
[0008]但是，這些方法以對所謂的廢棄物進行燃燒處理的想法為基礎(chǔ)，使得需要處理在所述處理工序中產(chǎn)生的氯氣和處理在燃燒時產(chǎn)生的其它氣體成分，在保護地球環(huán)境的觀點下，仍有改善的余地。
[0009]于是，需要這樣的技術(shù):以合適的方法處理在四氯化鈦的制備工序中副生成的回收物，從而不僅可回收有價物，而且可有效地回收可循環(huán)使用的有價物。
[0010]另外，鈦含量高的高品位鈦原料的價格也急劇上升，作為其對策，雖然也已知使用將鈦含量低的低品位鈦原料升級(提高鈦濃度)成適度的品位的高含鈦原料制備四氯化鈦的方法，但在該情況下也會在廢氣的冷卻工序中副生成來源于低品位鈦原料的雜質(zhì)氯化物，雖然也將其作為廢棄物進行處理，但隨著低品位鈦原料的使用增多，其量也有增加的趨勢，需要改善。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2005-015250號公報專利文獻2:日本特開2011-241339號公報專利文獻3:日本特開平10-314697號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的課題
本發(fā)明的目的在于，提供四氯化鈦的制備方法，該方法可從在含鈦原料的氯工序中產(chǎn)生的副產(chǎn)物回收未反應(yīng)的含鈦原料、碳原料和氯等的有價物，并且可有效地利用低品位鈦原料。
[0013]解決課題的手段
鑒于這樣的實情，就上述課題的解決手段反復(fù)深入研究時發(fā)現(xiàn)，通過將在四氯化鈦的制備工序中產(chǎn)生的固體回收物作為含鈦原料的高品位化處理工序的原料再利用，不僅可將含鈦原料高品位化，而且可有效地從該廢棄物中回收有價物的氯，此外，也可回收所述固體回收物中含有的未反應(yīng)鈦原料并作為四氯化鈦的制備原料再利用，從而完成本發(fā)明。
[0014]S卩，本申請發(fā)明所涉及的含鈦原料的處理方法的特征在于，其是從含鈦原料中選擇性地將雜質(zhì)作為氯化物分離除去的處理方法(以下稱為“選擇性氯化處理”)，其中，將使用以該方法得到的高含鈦原料制備四氯化鈦時副生成的固體回收物與該選擇性氯化處理的含鈦原料一起進行雜質(zhì)的分離處理。
[0015]在本申請發(fā)明所涉及的含鈦原料的處理方法中，優(yōu)選的方式是，含鈦原料為將鈦鐵礦進行碳還原而得到的鈦渣、鈦鐵礦或銳鈦礦。
[0016]在本申請發(fā)明所涉及的含鈦原料的處理方法中，優(yōu)選的方式是，在使用高含鈦原料的四氯化鈦的制備過程中副生成的固體回收物為含有從氯化爐排出的未反應(yīng)原料和雜質(zhì)氯化物的混合物。
[0017]在本申請發(fā)明所涉及的含鈦原料的處理方法中，優(yōu)選的方式是，在對在使用高含鈦原料的四氯化鈦的制備過程中副生成的固體回收物中加入含鈦原料而得到的混合物進行所述選擇性氯化處理之前，通過將該混合物一起加熱，將所述固體回收物中的雜質(zhì)氯化物揮發(fā)除去。
[0018]在本申請發(fā)明所涉及的含鈦原料的處理方法中，優(yōu)選的方式是，使氯與含有雜質(zhì)氯化物被揮發(fā)除去了的固體回收物中的未反應(yīng)原料的所述混合物反應(yīng)，將該固體回收物中的雜質(zhì)作為氯化物分離除去。
[0019]在本申請發(fā)明所涉及的含鈦原料的處理方法中，優(yōu)選的方式是，將以所述方法分離除去的雜質(zhì)氯化物氧化并回收該雜質(zhì)的氧化物。
[0020]在本申請發(fā)明所涉及的含鈦原料的處理方法中，優(yōu)選的方式是，將以所述方法回收的氯作為用于所述混合物的選擇性氯化處理和使用含鈦原料的四氯化鈦制備的氯源再利用。
[0021]在本申請發(fā)明所涉及的含鈦原料的處理方法中，優(yōu)選的方式是，制備的高含鈦原料的二氧化鈦含量為92重量％以上。
[0022]發(fā)明的效果
通過依據(jù)本發(fā)明所涉及的方法，不僅可有效地分離回收目前作為廢棄物進行處理的未反應(yīng)而直接轉(zhuǎn)移出來的高含鈦原料和碳原料，而且也可從固體回收物中的雜質(zhì)氯化物分離回收氯。
[0023]另外，通過對高含鈦原料進行處理并將在四氯化鈦的制備工序中產(chǎn)生的固體回收物與含鈦原料一起選擇性氯化，可同時進行含鈦原料的高品位化和含鈦原料中的雜質(zhì)金屬氧化物的回收。
[0024]此外，起到可有效地將含鈦原料經(jīng)高品位化處理而得到的高鈦原料作為四氯化鈦的原料再利用的效果。
[0025]最終，在供給至含鈦原料處理系統(tǒng)的原料中，可將鈦礦石與碳原料和氯成分的大部分耗盡或循環(huán)使用，僅從系統(tǒng)排出雜質(zhì)氧化物。
【附圖說明】
[0026]圖1是示出本發(fā)明的四氯化鈦制備工序A和含鈦成分原料的高品位化工序B的實施方式的示意圖。
[0027]圖2是示出本發(fā)明的四氯化鈦制備工序A和含鈦成分原料的高品位化工序B的實施方式的示意圖。
[0028]圖3是示出本發(fā)明的另一個實施方式中的變更位置的示意圖。
[0029]圖4是示出本發(fā)明的另一個實施方式中的變更位置的示意圖。
【具體實施方式】
[0030]對于本發(fā)明的最佳實施方式，在使用附圖的同時，在以下詳細地進行說明。
[0031]本發(fā)明所涉及的含鈦原料的處理方法的特征在于，具備在碳原料的存在下將含有規(guī)定濃度以上的鈦的高含鈦原料氯化生成四氯化鈦的四氯化鈦生成工序、和在其下游側(cè)連接的回收在四氯化鈦生成工序中副生成的固體物的回收工序，還具備與上述連接的2道工序并列地將欽濃度比聞含欽原料低的含欽原料聞品位化的聞品位化工序，在聞品位化工序中將在回收工序中回收的固體回收物與含鈦原料一起使用。
[0032]A-1.四氯化鈦生成工序
本發(fā)明中所說的四氯化鈦生成工序表示，如圖1的(A)所示，以鈦礦石和碳原料作為原料，在高溫下使氯氣與它們反應(yīng)以制備四氯化鈦的工序，指使用所謂的公知氯法的四氯化鈦的制備工序。
[0033]在圖1所示的氯化爐I的底部形成由鈦礦石和碳原料構(gòu)成的流化床7，其溫度保持在900~1000°C。通過從底部導(dǎo)入的氯氣將該流化床7流化。在上述流化床7中含有的礦石和碳原料反應(yīng)生成四氯化鈦氣體，同時礦石中含有的鐵和錳等金屬也被氯化。
[0034]A-2.回收工序
將這樣副生成的雜質(zhì)的氯化物氣體與四氯化鈦氣體一起導(dǎo)入至配置于氯化爐I的下游的冷卻器2。在導(dǎo)入至冷卻器2的四氯化鈦氣體和雜質(zhì)金屬氯化物氣體中，雜質(zhì)金屬