馬 超

（寶鈦華神鈦業(yè)有限公司，遼寧 錦州 121000）

四氯化鈦是當(dāng)前生產(chǎn)行業(yè)中重要的原材料，其在材料制造方面具有重要的促進(jìn)作用，因此在四氯化鈦的生產(chǎn)過(guò)程中，其規(guī)模不斷擴(kuò)大，并且在越來(lái)越多的行業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用。想要保證四氯化鈦的生產(chǎn)數(shù)量以及質(zhì)量，進(jìn)而需要四氯化鈦行業(yè)有序運(yùn)轉(zhuǎn)，需要對(duì)四氯化鈦的生產(chǎn)工藝進(jìn)行探究。

1 四氯化鈦的生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

我國(guó)現(xiàn)今的四氯化鈦生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)采用固定的巖礦來(lái)作為四氯化鈦生產(chǎn)的原材料，并且在四氯化鈦的生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)使用到四氯化鈦燃燒爐。我國(guó)生產(chǎn)過(guò)程中采用的燃燒爐并不具備篩板，能夠有效幫助原材料順利地通過(guò)入口進(jìn)入到爐內(nèi)，在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)使用高溫將原材料進(jìn)行提煉，并在過(guò)程中排出產(chǎn)生的廢氣以及生產(chǎn)中剩余的四氯化鈦殘?jiān)?，最終輸出完好的四氯化鈦。這種方式能夠保證生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)篩板堵塞的現(xiàn)象，但是會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生的廢料較多，對(duì)原材料的利用率相對(duì)較低。

1.2 國(guó)外現(xiàn)狀

國(guó)外在四氯化鈦的生產(chǎn)方面開(kāi)始注重對(duì)于四氯化鈦的生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量的提升。其使用的是篩板布?xì)獾姆绞絹?lái)進(jìn)行生產(chǎn)，并且在四氯化鈦的生產(chǎn)過(guò)程中向其中加入了對(duì)于相應(yīng)的四氯化鈦的燃燒自控方式，可以有效地控制四氯化鈦的生產(chǎn)原材料的放置數(shù)量。其在對(duì)于四氯化鈦的純度控制方面起到的作用較好，可以降低四氯化鈦生產(chǎn)過(guò)程中的損耗，促進(jìn)四氯化鈦的生產(chǎn)效率，提升原材料生產(chǎn)利用率。

2 四氯化鈦的生產(chǎn)問(wèn)題

2.1 爐型較小

當(dāng)前我國(guó)的四氯化鈦的生產(chǎn)過(guò)程中，受到限制的主要因素就是我國(guó)的生產(chǎn)燃燒爐的爐型較小，這導(dǎo)致四氯化鈦一次性生產(chǎn)的量難以滿(mǎn)足行業(yè)的需求，四氯化鈦的生產(chǎn)效率相對(duì)較低。我國(guó)平均的四氯化鈦生產(chǎn)燃燒爐的爐型在生產(chǎn)方面僅能滿(mǎn)足4 500 t/a的生產(chǎn)量，這對(duì)于四氯化鈦的生產(chǎn)來(lái)說(shuō)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足需求，因此需要加強(qiáng)四氯化鈦的生產(chǎn)數(shù)量，提升四氯化鈦的燃燒爐的爐型大小。

2.2 塵渣處理不到位

在四氯化鈦的生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生廢氣以及塵渣，需要將這部分塵渣進(jìn)行清理以及回收才能保證四氯化鈦中對(duì)環(huán)境的保護(hù)。但是在實(shí)際的塵渣氣體處理排放中，大多會(huì)直接將塵渣排入到處理裝置中進(jìn)行處理，之后根據(jù)相應(yīng)的四氯化鈦塵渣處理反應(yīng)對(duì)其進(jìn)行清理，但是在過(guò)程中很容易造成沖洗槽的堵塞，這會(huì)嚴(yán)重影響裝置對(duì)塵渣的處理效率。而且還會(huì)導(dǎo)致部分塵渣在生產(chǎn)出來(lái)之后無(wú)法得到有效處理就直接排放，并不利于四氯化鈦的綠色生產(chǎn)。

2.3 系統(tǒng)處理不到位

在四氯化鈦生產(chǎn)過(guò)程中，我國(guó)對(duì)于實(shí)際的生產(chǎn)處理方面的效果并不理想。在生產(chǎn)中會(huì)經(jīng)常產(chǎn)出廢水以及廢氣，但是在處理這些廢水廢氣的過(guò)程中，部分系統(tǒng)的處理效果并不能夠達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn)。絕大部分的廢水廢氣在處理之后都不能實(shí)現(xiàn)有效地凈化，導(dǎo)致絕大部分的廢水廢氣在生產(chǎn)之后只能廢棄，不能在凈化后重新進(jìn)行循環(huán)，不利于四氯化鈦生產(chǎn)的循環(huán)利用，對(duì)于環(huán)境也會(huì)造成不良影響。

3 四氯化鈦的生產(chǎn)工藝

3.1 沸騰化氯

沸騰化氯是經(jīng)常使用的一種四氯化鈦的生產(chǎn)方式，在沸騰化氯的生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)將含有鈦的物質(zhì)作為原料。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，其會(huì)將氯氣作為主要的反應(yīng)原材料之一注入到燃燒爐內(nèi)，之后將原料注入，并加入石油焦。在燃燒的過(guò)程中，氯氣是氣體形式，其會(huì)懸浮在燃燒爐的內(nèi)部，并且會(huì)與含鈦的原材料之間發(fā)生反應(yīng)。在高溫下，氯氣在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)逐漸出現(xiàn)沸騰的現(xiàn)象，這會(huì)讓爐內(nèi)的各個(gè)原材料之間進(jìn)行全面充分地接觸與反應(yīng)，加快生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)質(zhì)量。在這種方式下，四氯化鈦的生產(chǎn)效率較高，能夠保證最終產(chǎn)出的四氯化鈦的純度與生產(chǎn)量較高，并且可以極大地減少生產(chǎn)后出現(xiàn)的廢渣，是目前比較受歡迎的一種生產(chǎn)工藝。

但是在實(shí)際的生產(chǎn)中，沸騰化氯的方法仍然存在一些問(wèn)題需要改進(jìn)。在四氯化沸騰化氯的過(guò)程中，其需要定時(shí)排出塵渣，但是在排渣期間是不能進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的。因此在實(shí)際的四氯化鈦生產(chǎn)過(guò)程中，這就會(huì)導(dǎo)致沸騰化氯的生產(chǎn)效率受到一定的影響。在實(shí)際的四氯化鈦生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于其產(chǎn)生的相應(yīng)的塵渣以及泥漿，一般會(huì)采用水沖洗的方式來(lái)進(jìn)行清理。但是這種方式很容易造成在四氯化鈦的塵渣以及廢水廢氣的處理過(guò)程中造成環(huán)境污染，因此需要對(duì)該種方式進(jìn)行優(yōu)化與控制，爭(zhēng)取降低四氯化鈦生產(chǎn)對(duì)于環(huán)境方面的影響。

3.2 熔鹽化氯

熔鹽化氯四氯化鈦的生產(chǎn)方式也是四氯化鈦生產(chǎn)中常見(jiàn)的一種工藝，其主要的特點(diǎn)就是能夠?qū)Σ糠趾休^多雜質(zhì)的原材料進(jìn)行生產(chǎn)。其可以將鈦渣以及石油焦與原材料放進(jìn)燃燒爐中進(jìn)行反應(yīng)，在爐中，氯氣會(huì)與材料中的熔鹽物質(zhì)相互反應(yīng)，進(jìn)而促進(jìn)氯氣與材料之間的反應(yīng)速率，幫助其實(shí)現(xiàn)了對(duì)于四氯化鈦的有效生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)部分雜質(zhì)較多的原材料的利用。但是在該種工藝的生產(chǎn)條件下，其實(shí)際的生產(chǎn)工藝并不能完全符合現(xiàn)今的四氯化鈦生產(chǎn)的需求，因?yàn)樵摲N生產(chǎn)方式下生產(chǎn)的成品是粗四氯化鈦，在質(zhì)量上有一定限制。而且其生產(chǎn)工藝普及性不高，因此在實(shí)際的操作中，其生產(chǎn)的爐內(nèi)容量過(guò)小，這導(dǎo)致熔鹽化氯工藝的生產(chǎn)實(shí)操性仍然有待提高。

3.3 配料工藝

在四氯化鈦生產(chǎn)過(guò)程中，想要促進(jìn)其生產(chǎn)質(zhì)量的提升，就需要將四氯化鈦的生產(chǎn)原材料的質(zhì)量提升上來(lái)，并對(duì)四氯化鈦的原材料進(jìn)行合理處理。在四氯化鈦的生產(chǎn)過(guò)程中，氯氣作為主要的材料之一，一般情況下都能夠保證其有效地供應(yīng)。在含鈦的物質(zhì)原材料的搜索中，由于一般情況下進(jìn)行四氯化鈦生產(chǎn)，含鈦的物質(zhì)在理論上都可以作為其生產(chǎn)的原材料。但是在具體選擇的過(guò)程中，需要控制其內(nèi)部雜質(zhì)的含量。由于大部分含鈦原材料中都含有一定的鈣元素以及鎂元素，這種元素最終會(huì)影響到四氯化鈦的生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量。因此在選擇含鈦材料的過(guò)程中，需要考慮到相應(yīng)的含鈦原料的雜質(zhì)含量以提高四氯化鈦生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)效率。在配料工藝中，最重要的一個(gè)特性就是材料的顆粒特性，該種特性能夠體現(xiàn)出材料的顆粒直徑大小，材料的顆粒性對(duì)于四氯化鈦生產(chǎn)具有重要的影響作用。在四氯化鈦生產(chǎn)過(guò)程中，如果其材料的顆粒性相對(duì)較大，就會(huì)在材料生產(chǎn)中出現(xiàn)顆粒生產(chǎn)速率較快的現(xiàn)象。如果材料的顆粒性不足，其在四氯化鈦的生產(chǎn)中對(duì)于其他材料的反應(yīng)速率就會(huì)下降，進(jìn)而導(dǎo)致四氯化鈦的生產(chǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致其生產(chǎn)效率出現(xiàn)下降趨勢(shì)。因此在進(jìn)行配料的過(guò)程中，需要控制好材料的顆粒性。在四氯化鈦的生產(chǎn)過(guò)程中，一般會(huì)采用0.1~0.2 mm大小的顆粒進(jìn)行生產(chǎn)，該顆粒大小區(qū)間內(nèi)的顆粒可以有效地促進(jìn)四氯化鈦的生產(chǎn)速率提升，進(jìn)而在配料方面實(shí)現(xiàn)對(duì)于四氯化鈦生產(chǎn)效率的促進(jìn)。

在生產(chǎn)之前，需要將石油焦晾曬干，保證其表面的潔凈以及干燥，而鈦原料需要被打碎與石油焦充分混合后才能被送入到爐內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，以保證在生產(chǎn)過(guò)程中其能夠與氯氣以及其他材料進(jìn)行充分混合，進(jìn)而保證四氯化鈦的生產(chǎn)質(zhì)量。

3.4 余熱節(jié)能工藝

在四氯化鈦生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱能以及蒸汽，一般情況下，該部分蒸汽在產(chǎn)出之后就會(huì)消散在空氣中，并未得到有效的利用。但是近年來(lái)國(guó)家倡導(dǎo)綠色生產(chǎn)的理念影響下，需要對(duì)蒸汽的余熱循環(huán)利用進(jìn)行探究。在產(chǎn)出的蒸汽中，一般蒸汽可以達(dá)到150 ℃左右，其熱能足夠驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程，因此在蒸汽余熱的使用中，主要針對(duì)蒸汽余熱使用方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，最先需要將蒸汽余熱使用在四氯化鈦生產(chǎn)方面，由于在四氯化鈦生產(chǎn)過(guò)程中，其會(huì)使用1 000 ℃左右的高溫來(lái)促進(jìn)材料之間互相成型，但是在生產(chǎn)出之后，四氯化鈦的溫度會(huì)逐漸降低。這時(shí)可以使用蒸汽的余熱將其溫度保持在65℃左右，能夠保證其有效存放。

而且在四氯化鈦的廠(chǎng)房中設(shè)置相應(yīng)的余熱換熱器，能夠有效地保證四氯化鈦廠(chǎng)房中其他設(shè)備的供暖性能，在廠(chǎng)房的運(yùn)行中，蒸汽余熱可以在經(jīng)過(guò)換熱之后將熱量傳遞到廠(chǎng)房的循環(huán)水系統(tǒng)中，以此來(lái)節(jié)省廠(chǎng)房的循環(huán)水成本。并且在四氯化鈦的生產(chǎn)中，其需要使用到液氯來(lái)進(jìn)行汽化，并將氯氣輸入到燃燒爐內(nèi)，在蒸氣余熱的作用下，其可以代替原本的新蒸汽來(lái)作為液氯的收集途徑以及循環(huán)水的補(bǔ)充。保證液氯在四氯化鈦的生產(chǎn)過(guò)程中可以不斷保持形態(tài)穩(wěn)定，并且還可以節(jié)省大量的循環(huán)水的使用量，降低四氯化鈦生產(chǎn)過(guò)程中的成本以及能源消耗，進(jìn)而促進(jìn)四氯化鈦的生產(chǎn)進(jìn)步。

3.5 除釩工藝

除釩是四氯化鈦生產(chǎn)過(guò)程中的重要部分，目前在我國(guó)四氯化鈦的生產(chǎn)過(guò)程中，除釩技術(shù)的使用主要分為礦物油除釩、銅絲除釩以及鋁粉除釩幾種方式。在礦物除釩的方式中，其主要是通過(guò)礦物之間的反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)除釩的效果，在礦物油除釩的操作中，其在實(shí)際操作中具有簡(jiǎn)便性，并且所用的成本較小，是比較常見(jiàn)的一種除釩方式。在銅絲除釩的過(guò)程中，其能夠保證最終的四氯化鈦的除釩效果較好，但是在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，銅絲除釩方法的效率不足，并且銅絲除釩的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生部分有害物難以進(jìn)行清潔，不利于對(duì)環(huán)境保護(hù)，該方法的使用頻率相對(duì)較少。鋁粉除釩工藝比較適合實(shí)際，其在實(shí)際操作中可以保證不對(duì)環(huán)境造成影響，并且在生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量方面具有較好的作用。但是其投資較大，需要企業(yè)方面加強(qiáng)成本投資，是現(xiàn)今使用比較頻繁的一種四氯化鈦除釩工藝。

4 四氯化鈦生產(chǎn)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

4.1 富鈦料

在四氯化鈦的制造過(guò)程中，最常見(jiàn)的就是富鈦料的使用，其在四氯化鈦的生產(chǎn)過(guò)程中占據(jù)重要的地位，因此在未來(lái)的四氯化鈦發(fā)展過(guò)程中，需要對(duì)富鈦料的使用進(jìn)行探究。在四氯化鈦的生產(chǎn)過(guò)程中，一般使用的富鈦料都是天然形成，其內(nèi)部含有鈣鎂雜質(zhì)，這種富鈦料的使用不利于四氯化鈦的生產(chǎn)效率提升。因此在發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)該將富鈦料提前進(jìn)行處理與精煉，使其內(nèi)部的雜質(zhì)減少，促進(jìn)其在四氯化鈦制作過(guò)程中的有效應(yīng)用。富鈦料的除雜工作中，將原材料進(jìn)行精煉是比較常見(jiàn)的一種方式，但是在富鈦料的除雜中，還需要注意除雜原料的使用。由于除雜不僅需要高溫精煉，還需要加入金紅石以促進(jìn)其雜質(zhì)的去除速率。但是金紅石的生產(chǎn)量相對(duì)不足，難以滿(mǎn)足四氯化鈦生產(chǎn)中富鈦料的雜質(zhì)去除需求。為了保證四氯化鈦生產(chǎn)的穩(wěn)定性，我國(guó)開(kāi)始使用鹽酸作為原料來(lái)制造金紅石。以對(duì)相應(yīng)的富鈦料進(jìn)行除雜。這種方式可以有效地?cái)U(kuò)大四氯化鈦生產(chǎn)中富鈦料的去除效率。同時(shí)還需要擴(kuò)大金紅石的引進(jìn)，向國(guó)外具有較多金紅石的國(guó)家進(jìn)口金紅石，以保證在四氯化鈦的生產(chǎn)過(guò)程中，富鈦料的除雜工作能夠滿(mǎn)足其實(shí)際的生產(chǎn)需求。

4.2 廢氣處理新技術(shù)

在四氯化鈦生產(chǎn)過(guò)程中，并不能實(shí)現(xiàn)原材料的完全燃盡與完全融合，因此在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)不可避免地出現(xiàn)四氯化鈦生產(chǎn)中的廢氣，這需要工作人員對(duì)其中生產(chǎn)出的廢氣進(jìn)行處理，以免其污染環(huán)境。在處理過(guò)程中，需要將廢氣進(jìn)行過(guò)濾以及洗滌。在現(xiàn)今的廢氣處理中，由于洗滌技術(shù)并不先進(jìn)，導(dǎo)致四氯化鈦的廢氣在實(shí)際的處理過(guò)程中并不能實(shí)現(xiàn)良好的環(huán)境保護(hù)，并且其廢氣處理效率也并不高?？梢栽谖磥?lái)發(fā)展中將廢氣處理進(jìn)行多次循環(huán)，最先將廢氣輸送進(jìn)廢氣的洗滌塔中，將其與洗滌塔中的蒸汽以及鹽酸進(jìn)行混合處理。之后進(jìn)行二次洗滌的過(guò)程中，需要將廢氣中被洗出的有害物質(zhì)進(jìn)行回收，可以將其進(jìn)行處理后重新作為原材料重新送進(jìn)四氯化鈦的生產(chǎn)過(guò)程中，進(jìn)而有效地利用廢氣的回收處理殘?jiān)?，避免其排放出去造成環(huán)境污染。

4.3 除釩技術(shù)創(chuàng)新

在現(xiàn)今的除釩工藝中，比較常見(jiàn)的是銅絲除釩、礦物油除釩以及鋁粉除釩三種方式。這三種方式在使用過(guò)程中有其實(shí)際的優(yōu)勢(shì)，最具有優(yōu)勢(shì)并且使用范圍較廣的方式就是鋁粉除釩，這種方式能夠有效地實(shí)現(xiàn)除釩，并且在實(shí)際的操作過(guò)程中并不會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染，是比較常見(jiàn)的一種除釩方式。但是在鋁粉除釩的過(guò)程中，由于其造價(jià)相對(duì)較高，并且鋁粉性質(zhì)相對(duì)比較活躍，很容易在實(shí)際的除釩過(guò)程中出現(xiàn)爆炸的情況，對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程的安全性有一定的影響，需要國(guó)家方面在鋁粉除釩的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。

5 結(jié)論

四氯化鈦生產(chǎn)工藝涉及到多個(gè)方面，并且其生產(chǎn)對(duì)于我國(guó)的制造業(yè)以及部分生產(chǎn)行業(yè)有著重要影響。在四氯化鈦的生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)四氯化鈦生產(chǎn)過(guò)程中的原材料以及化氯工藝進(jìn)行控制，優(yōu)化除釩手段以及廢氣處理手段，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于四氯化鈦的有效生產(chǎn)，為我國(guó)的生產(chǎn)提供有效的材料供應(yīng)。