徐 亞,馮 界
(攀枝花鋼城集團有限公司,四川 攀枝花 617000)
在海綿鈦生產(chǎn)中,精TiCl4的質(zhì)量指標是影響海綿鈦質(zhì)量指標的關(guān)鍵因素[1],目前國內(nèi)對精TiCl4中有機物含量及成分未做要求,以及對海綿鈦品質(zhì)影響未做深入研究,如精TiCl4中有機物液體雜質(zhì)CCl4、CS2、CCl3COCl、CHCl2COCl、CH2ClCOCl等成分含量沒有要求或要求不嚴?;诖?,現(xiàn)就目前國內(nèi)2大主流除釩工藝[2]生產(chǎn)的精TiCl4中有機物雜質(zhì)成分進行比較,及對產(chǎn)出的海綿鈦質(zhì)量指標進行比較。
見表1。
表1 精TiCl4中有機物含量對比
紅外光譜儀、自制密封樣品池(含ZnSe窗片)。
鋁粉除釩精TiCl4(某海綿鈦廠)。
有機物除釩精TiCl4(某海綿鈦廠)。
(1)取干燥的紅外密封池,并用樣品架固定好,置放于紅外光譜儀艙內(nèi),合上樣品艙蓋,測其空池的紅外吸收作為背景。
(2)采用密封取樣裝置,迅速將TiCl4樣品裝入密封池中,立即測其紅外吸收光譜。
(3)測量后排空密封池內(nèi)的TiCl4,用丙酮使密封池與窗片脫離;窗片用無水乙醇三次潤洗;密封池先用10%HF潤洗,再用蒸餾水潤洗三次,最后再烘箱中75℃烘干。
(4)用膠水將密封池與窗片粘好,風干后備下次使用。
(1)鋁粉除釩精TiCl4紅外光譜圖
譜圖解析,從400cm-1~1500cm-1為TiCl4和TiOCl2的連續(xù)吸收帶,1548cm-1為CCl4的特征峰,2044cm-1疑為COS的特征峰,2335cm-1為CO2的特征峰,2729cm-1,2831cm-1,2938cm-1為HCl的特征峰。
譜圖解析說明,在鋁粉除釩后的精TiCl4中,低沸點雜質(zhì)(CO2,CCl4)依然存在,只是含量較有機物除釩后的精TiCl4少很多。
圖1 鋁粉除釩精TiCl4紅外光譜圖
(2)有機物除釩精TiCl4紅外光譜圖
圖2 有機物除釩精TiCl4紅外光譜圖
譜圖解析,從400cm-1~1500cm-1為TiCl4和TiOCl2的連續(xù)吸收帶,1548cm-1為CCl4的特征峰,1820cm-1為CCl3COCl(氯乙酰氯化合物)的特征峰,2335cm-1為CO2的特征峰,2729cm-1,2831cm-1,2938cm-1為HCl的特征峰。
譜圖解析說明,在精TiCl4完全澄清后,低沸點雜質(zhì)(CO2,CS2,CCl4,CCl3COCl,CHCl2COCl,CH2ClCOCl)等依然大量存在。
從表面上看,有機物除釩制備的精TiCl4完全無色澄清,但是紅外光譜分析顯示,精TiCl4中存有各種有機雜質(zhì)。
在相同品質(zhì)的鎂中分別進行了兩種除釩工藝生產(chǎn)的精TiCl4產(chǎn)出的海綿鈦進行了多批次的質(zhì)量指標對比,在進行相同等級海綿鈦進行對比過程中發(fā)現(xiàn),采用有機物除釩工藝產(chǎn)出的海綿鈦中非金屬雜質(zhì)元素的含量較鋁粉除釩工藝產(chǎn)出的高,布氏硬度較高,分析數(shù)據(jù)見表2。
表2 同等級海綿鈦中雜質(zhì)含量指標對比
在對海綿鈦等級質(zhì)量指標對比中發(fā)現(xiàn),采用鋁粉除釩工藝的精TiCl4生產(chǎn)出的海綿鈦質(zhì)量0級及以上占比達72.3%,較有機物除釩工藝的精TiCl4高33.2%,見表3。
表3 海綿鈦等級占比情況對比
通過采用鋁粉除釩工藝生產(chǎn)的精TiCl4和礦物油生產(chǎn)的精TiCl4的各項指標實際對比,鋁粉除釩生產(chǎn)的精四氯化鈦各項指標均遠遠優(yōu)于礦物油除釩生產(chǎn)的精四氯化鈦,尤其是精鈦中有機物雜質(zhì)遠遠低于礦物油生產(chǎn)的精鈦,為后續(xù)生產(chǎn)高品質(zhì)海綿鈦提供了重要保障。
通過進一步對比用鋁粉除釩和礦物油除釩生產(chǎn)的精鈦各自生產(chǎn)出的海綿鈦指標后,可以發(fā)現(xiàn),由于鋁粉除釩生產(chǎn)的精TiCl4品質(zhì)遠好于礦物油生產(chǎn)的精TiCl4,其生產(chǎn)出的海綿鈦重要指標,如氧,炭、氫及海綿鈦硬度在同級均要比用礦物油產(chǎn)出的精鈦生產(chǎn)的海綿鈦質(zhì)量好很多。
在質(zhì)量等級方面,鋁粉除釩工藝生產(chǎn)出的海綿鈦0級及以上占比達72.3%,較有機物除釩工藝產(chǎn)出的高33.2%。
精TiCl4的品質(zhì)好壞直接影響到高品質(zhì)海綿鈦的生產(chǎn),鋁粉除釩更易產(chǎn)出高品質(zhì)的精鈦,更易適應(yīng)高品質(zhì)海綿鈦的生產(chǎn)工藝需求,將會為整個鈦行業(yè)的發(fā)展發(fā)揮極其重要的作用,在生產(chǎn)海綿鈦中鋁粉除釩工藝是現(xiàn)在最優(yōu)良的一種除釩工藝[4]。