精TiCl4生產(chǎn)工藝中有機物雜質(zhì)對海綿鈦質(zhì)量的影響對比

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。

1 有機物除釩精TiCl4和鋁粉除釩精TiCl4中的有機物液體雜質(zhì)CCl4、CS2、CCl3COCl、CH2ClCOCl含量對比

見表1。

表1 精TiCl4中有機物含量對比

2 精四氯化鈦中有機雜質(zhì)的分析[3]

2.1 儀器設(shè)備

紅外光譜儀、自制密封樣品池（含ZnSe窗片）。

2.2 樣品試劑

鋁粉除釩精TiCl4(某海綿鈦廠)。

有機物除釩精TiCl4（某海綿鈦廠）。

2.3 樣品測量

（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。

2.4 精四氯化鈦檢測結(jié)果

（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)。

3 有機物除釩和鋁粉除釩生產(chǎn)的精TiCl4生產(chǎn)出的海綿鈦指標對比

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

4 結(jié)語

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]。