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一種環(huán)境友好型鈦冶煉新方法

目前鈦的冶煉方法主要為渣法，即利用高溫反應(yīng)把鐵從鈦鐵礦中以生鐵形式去除，雖然這種處理方法能耗大，但是產(chǎn)生的廢棄物少、處理速度快，適宜規(guī)?；a(chǎn)。然而所得TiO2品位低，僅為75% ～86%，還必須通過UGS法、硫酸法等提高其品位。硫酸法、UGS法、Becher法、Benilite法均為濕式冶煉法，可獲得95%以上的高品位TiO2，處理速度相對慢，需要大量的酸，且會產(chǎn)生大量的廢液和廢棄物。氯化法處理速度快，適于大規(guī)模生產(chǎn)，但當(dāng)采用低品位原料時(shí)也會產(chǎn)生大量的氯化物廢棄物。因此，要利用低品位鈦鐵礦發(fā)展鈦產(chǎn)業(yè)，且不產(chǎn)生廢液和氯化物廢棄物，必須開發(fā)新型環(huán)境友好型鈦冶煉方法。

日本東京大學(xué)岡部徹教授等人提出了選擇性氯化法和干式氯回收法，采用該方法即使使用鈦鐵礦、低品位鈦渣等原料，可以不排放廢液和氯化物廢棄物而獲得金屬鈦。其代表性化學(xué)反應(yīng)為：

FeOx(鈦鐵礦，s)+x/2TiCl4(g)→FeCl2x(g)+x/2TiO2(s)

(1)

TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)→TiCl4(g)+2CO(g)

(2)

FeO(s)+C(s)+Cl2(g)→FeCl2(g)+CO(g)

(3)

FeClx(s, g)+3/4O2(g)→1/2Fe2O3(s)+x/2Cl2(g)

(4)

上述的選擇性氯化是通過控制反應(yīng)體系中氯氣壓強(qiáng)(PCl2)和氧氣壓強(qiáng)(PO2)來實(shí)現(xiàn)的，這種方法所得TiO2品位可達(dá)97%以上。氯化劑除了可以使用TiCl4外，還可用HCl等代替，但需要考慮隨著選擇性氯化反應(yīng)的進(jìn)行，氧分壓的升高以及反應(yīng)中H2O的生成問題。這種選擇性氯化法可以把低品位鈦礦富集為高品位TiO2，用作鈦冶煉的原料，并將鈦礦中的鐵以生鐵或氧化鐵(Fe2O3)形式排出，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。另外，該方法也是制造顏料用TiO2的新方法。

吳全興譯自《チタン》