四氯化钛的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用含钛原料的氯化反应来制造四氯化钛的技术，尤其涉及高效地再利用氯化反应中的副产物、被带出(carry over)的固态回收物的技术。
【背景技术】
[0002]作为钛的主要原料的四氯化钛可利用含钛原料的氯化反应来制造。该氯化反应伴有副产物、即含钛原料中所含的铁、锰或镁之类的杂质的氯化物的产生。
[0003]另外，在氯化炉中，在氯气和焦炭中将含钛原料氯化，含钛原料逐渐细化而成为微粉，因此以未反应的状态被带出，作为固态成分而被回收。
[0004]进而，有时含钛原料中的氧化硅等氧化物几乎不被氯化而被带出并回收。
[0005]另外，如果是钛含量高的高含钛原料，虽然作为副产物而产生的杂质少，但由于世界上对钛及钛合金的需求高，因而这样的高含钛原料变得昂贵，也逐渐地日趋难以获得这样的尚含钦原料。
[0006]鉴于上述情况，要求自如地利用虽然作为副产物产生的杂质较多但能以比高含钛原料更低廉的价格获得的含钛原料的技术。
[0007]当将含钛原料氯化时，在将该含钛原料氯化时产生的固态回收物量也会随着矿石品位的降低而呈现增加的倾向。
[0008]在上述情况下，矿石的氯化本身虽然如此，不过如何处理以因矿石的氯化反应而作为副产物产生的杂质成分的氯化物为主的固态回收物，作为重要的课题而受到关注。
[0009]进而，关于未反应的带出回收物的处理方法，也作为同样的课题被认识。
[0010]以往，对于包含含钛原料的氯化反应时的副产物和带出回收物的固态回收物而言，在利用湿式方式进行处理后，利用压滤机进行处理而进行固液分离。对其中的固态成分进行废弃处理。另一方面，针对分离出的液体，在利用中和等处理将其无害化后，将其在公共下水道中废弃处理。
[0011]从上述观点考虑，上述的固态回收物在环境负担这方面考虑也不理想，关于这方面也存在改善的余地。
[0012]关于含钛原料的固态回收物处理，例如已知以下技术:在高温下使在含钛原料的氯化反应中在产生四氯化钛的同时作为副产物产生的杂质成分的氯化物和废料钛反应，将杂质成分的氯化物中的氯转移至钛，以四氯化钛的形式回收(例如，参照专利文献I)。
[0013]然而，在该技术中，虽然有关于针对固态回收物中的氯化物的再利用方法的记载，但没有关于固态回收物中包含的固态物即微粉状含钛原料、焦炭、氧化硅等未反应的带出回收物的处理方法的记载。
[0014]另外，还已知以下技术:从自氯化炉内撤出的原料中，利用静电选矿分离氧化钛而将其在氯化炉中再利用(例如，参照专利文献2)。
[0015]但没有公开对在含钛原料的氯化反应中作为副产物产生的杂质的氯化物、未反应的带出回收物进行再利用的技术。
[0016]还公开了以下技术:使氯气与包含在含钛原料的氯化反应中作为副产物产生的金属氯化物及固态残渣的混合物进行反应，将上述残渣中包含的氯化亚铁转化为气体状的氯化铁，然后将该气体氧化焙烧而回收氯气(例如，参照专利文献3)。
[0017]然而，没有关于在该反应中残留的包含未反应的带出回收物的固态残渣的处理方法的记载，从减轻环境负担的观点考虑，尚有探讨的余地。
[0018]如上所述，期待以下这样的技术:不仅从在利用含钛原料的氯化而制造四氯化钛的工序中产生的固态回收物中有效利用氯气，而且甚至能对该固态回收物中包含的未反应的含钛原料、焦炭进行有效利用。
[0019]现有技术文献专利文献
专利文献1:日本特开2005 - 015250号公报专利文献2:日本特开平02 - 026828号公报专利文献3:日本特开昭52 - 114491号公报。
【发明内容】
[0020]本发明涉及从在含钛原料的氯化工序中产生的固态回收物中回收有价值物质(有価物)的技术，尤其是，本发明的目的在于提供能从上述固态回收物中高效地分离回收氯气及含钛原料的技术。
[0021]鉴于上述实际情况，针对解决上述课题的手段反复进行了深入研宄，结果发现，将在含钛原料的氯化工序中产生的固态回收物加热，将该固态回收物中含有的杂质成分的氯化物以气体形式分离，然后利用氧化焙烧来回收氯气，作为含钛原料的氯化剂而再利用；并且针对上述固态回收物中包含的作为未反应物被带出而残留的微粉状的固态物进行造粒，从而可作为钛原料而再利用，由此完成了本发明。
[0022]S卩，本发明涉及的四氯化钛的制造方法是，具有使含钛原料、焦炭和氯反应的氯化工序的四氯化钛的制造方法，其特征在于，还具有通过对在氯化工序中作为副产物产生的固态回收物进行处理而回收氯气、氧化钛及焦炭的回收工序，将这些回收物作为四氯化钛制造用原料再利用。
[0023]本发明涉及的四氯化钛的制造方法中，优选的方案是，在回收工序中，通过加热固态回收物，而将气体状的氯化物和微粒状固态成分分离，回收气体状的氯化物并将其氧化焙烧，从而从氯化物中回收氯气。
[0024]本发明涉及的四氯化钛的制造方法中，优选的方案是，将通过上述方法回收的氯气作为四氯化钛制造用原料或含钛原料的氯化剂利用。
[0025]本发明涉及的四氯化钛的制造方法中，优选的方案是，将从固态回收物中分离气体状的氯化物而残留的微粒状固态物造粒，作为四氯化钛制造用原料利用。
[0026]本发明涉及的四氯化钛的制造方法中，优选的方案是，将从上述固态回收物中分离上述气体状的氯化物而残留的上述微粒状固态物作为上述加热工序的热源利用。
[0027]本发明涉及的四氯化钛的制造方法中，优选的方案是，使从上述固态回收物中分离上述气体状的氯化物而残留的上述微粒状固态物中的一部分燃烧，作为上述加热工序的热源利用。
[0028]本发明涉及的四氯化钛的制造方法中，优选的方案是，将从上述固态回收物中分离上述气体状的氯化物而残留的上述微粒状固态物作为有价值物质原料利用。
[0029]本发明涉及的四氯化钛的制造方法中，优选的方案是，使从上述固态回收物中分离上述气体状的氯化物而残留的上述微粒状固态物中包含的钛矿石与氯气反应，来制造四氯化钛。
[0030]本发明涉及的四氯化钛的制造方法中，优选的方案是，将向经造粒的微粒状固态物中配合含钛原料而得到的物质作为四氯化钛制造用原料再利用。
[0031]本发明涉及的四氯化钛的制造方法中，优选的方案是，将向从固态回收物中分离气体状的氯化物而残留的微粒状固态物中配合含钛原料而得到的物质一同进行造粒，作为四氯化钛制造用原料再利用。
[0032]在将上述的微粒状固态物和含钛原料一同进行造粒的方案中，优选的方案是，配合的含钛原料是经四氯化钛制造用矿石的整粒工序而从制品中排除的粒度分布的微细颗粒一方的含钛原料。
[0033]本发明涉及的四氯化钛的制造方法中，优选的方案是，氧化钛是从自四氯化钛制造用氯化炉中撤出的炉内原料中分离出的氧化钛。
[0034]通过按照本发明涉及的方法，获得以下这样的效果:不仅能高效地分离回收以往作为固态回收物而被处理的杂质成分的氯化物、未反应的含钛原料及焦炭，而且能将回收的氯、含钛原料及焦炭作为四氯化钛的原料高效地再利用。
【附图说明】
[0035]图1为表示本发明的第I实施方式的模式图；
图2为表示本发明的第2实施方式的模式图；
图3为表示本发明的第3实施方式的模式图；
图4为表示本发明的第4实施方式的模式图；
图5为表示本发明的第5实施方式的模式图；
图6为表示本发明的第6实施方式的模式图；
图7为表示本发明的第7实施方式的模式图。
【具体实施方式】
[0036]以下详细说明本发明的最佳实施方式。本发明是利用氯化法(塩素法)的四氯化钛的制造方法，其特征在于，将通过对在氯化工序中作为副产物产生的固态回收物进行处理而生成的氯气、氧化钛及焦炭作为四氯化钛制造用原料再利用。
[0037]此处所谓氯化法是指，使含有氧化钛的含钛原料与氯气和焦炭反应而将含钛原料氯化，从而制造四氯化钛的方法。
[0038]关于氯化法本身，省略详细图示，可使用下述公知的氯化炉:在大致圆筒状的氯化炉内一边进行加热一边供给含钛原料及焦炭，并且使氯气从氯化炉底部的分散盘分散并吹入到氯化炉内，形成包含含钛原料、焦炭和氯的流化床，并产生四氯化钛。
[0039]在氯化炉内的流化床中产生的四氯化钛成为气体而在氯化炉内上升，经由连接于氯化炉顶部的配管而被转移至回收系统。将回收系统冷却至四氯化钛的沸点136.4°C以下，以液体形式回收四氯化钛。
[0040]对于在氯化炉内作为副产物产生的氯化铁而言，由于其沸点处于高于四氯化钛的沸点的高温区域，所以通过将从氯化炉中排出的处于800?900°C的气体冷却至300°C左右，能以固体状态将上述氯化铁从处于气体状态的四氯化钛气体中分离除去。
[0041]与此相对，对于氯化硅而言，由于其沸点低于四氯化钛，所以即使