Принципиальная схема производства.

Процесс производства четыреххлористого титана состоит из пяти основных переделов: подготовки сырья, хлорирования, конденсации продуктов хлорирования, очистки четырех­хлористого титана и переработки отходов.

Подготовка сырья заключается в приготовлении брикетов из титансодержащего мате­риала и кокса, пригодных для хлорирования. Этот передел включает операции дробле­ния, размола, смешения, брикетирования и прокалки брикетов.

Хлорирование осуществляется в различных аппаратах:

а) со статическим или неподвиж­ным слоем шихты (шахтные электропечи, шахтные хлораторы); б) с жидкой ванной из расплавленных хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов (солевой хлора­тор);

в) с псевдокипящим слоем шихты.

Для хлорирования титансодержащих материалов (титансодержащие шлаки, искусственный и естественный рутил, некондиционные отходы титановых сплавов) применяют как 100% компрессированный хлор, так и разбавленный воздухом анодный хлоргаз, получаемый в процессе электролиза магния и натрия. В процессе хлорирования оксиды титансодержащих минералов взаимодействуют с хлором и углеродом и переводятся в хлориды. Процесс хло­рирования проводят при 900–1500К. Назначение конденсации – отделить четыреххлори­стый титан от хлоридов, примесных элементов и получить технический че­тыреххлористый титан.

Очистка технического четыреххлористого титана.Здесь происходит уже окончатель­ная очистка четыреххлористого титана от растворенных в нем примесей.

Переработка отходов. Чем богаче материал по содержанию в нем титана, тем проще его перерабатывать путем хлорирования. Однако с повышением чистоты исходного сырья стоимость его возрастает. Поэтому для промышленного производства четыреххлори­стого титана применение титансодержащих материалов высокой чистоты (например ти­тана) экономически не всегда выгодно.

Сырьем для производства титана губчатого являются в основном ильменитовые концен­траты отечественных месторождений, импортные кон­центраты и отходы металлического титана.

Металлургическое производство титана губчатого включает следую­щие переделы: вы­плавку титановых шлаков; производство четырххлористого титана; производство губча­того титана.

Производство титанового шлака осуществляется в рудно-термических печах методом вос­стано-вительной электро­плавки, производство четы­реххлористого титана - методом хлори­рования титановых шлаков в шахтных хлора­торах и хлораторах с расплавом хлоридов ще­лочных ме­таллов с последующей конденсацией и очисткой, хлори­рующим агентом явля­ется хлор-газ.

Производство губчатого титана на действующих предприятиях осу­ществляется периодиче­ским магниетермиче­ским способом. Четыреххло­ристый титан восстанавливается магнием. Сырьем для производства маг­ния служат обогащенный карналлит и возвратный хлористый магний ти­таново-го производства. Титано-магниевое производство характеризуется значительными газо­образны-ми, жидкими и твердыми выбро­сами в окружающую среду. Твердые хлоридные отходы составляют 43 % всех выбросов, выбросы в атмосферу достигают 34 %, а сброс в водоемы равен 23 %. Очи­стке под­вергаются 92 % промышленных выбросов, из кото­рых утилизируются около 50 %. К основным загрязнениям, выбрасываемым в атмосферу, относятся хлор, хлори­стый водо­род, фосген, оксид углерода, пыли кок­са, шлака, карналлита и известняка. Отвальные хо­зяйства пред­приятий занимают огромные площади, загрязняют окружающую среду и тре­бу­ют больших расходов на содержа­ние.