氯化鈦渣是一種在鈦白粉生產過程中產生的重要中間產物,主要通過高鈦渣氯化法工藝制得。這種黑色或灰黑色固體物質主要由四氯化鈦(TiCl?)與未完全反應的礦物雜質組成,其典型成分包含60-85%的有效鈦含量(以TiO?計),同時含有鐵、硅、鈣、鎂等多種金屬氯化物雜質。
在鈦白粉生產工藝流程中,氯化鈦渣的形成尤為關鍵。當天然金紅石或人造高鈦渣(TiO?含量>90%)與焦炭混合后,在900-1000℃流化床中通入氯氣進行氯化反應時,鈦元素會優先轉化為氣態TiCl?,而其他雜質金屬則形成固態殘渣沉積在反應器底部。需要特別關注的是反應溫度控制,當超過1100℃時會導致設備腐蝕加劇,而低于850℃則會使反應速率顯著下降。
根據后續處理工藝的不同,氯化鈦渣可分為粗渣和精渣兩種類型。粗渣通常含有15-25%的附著TiCl?,需經過專門的回收裝置(如旋風分離器)進行氣固分離;精渣則經過多級凈化處理,雜質含量可控制在5%以下,這種高純度渣可直接用于海綿鈦生產或返回氯化系統循環利用。
從環保角度來看,氯化鈦渣的處置需要特別注意其中可能含有的微量放射性元素(如釷、鈾等)以及重金屬污染風險。現代工廠普遍采用密閉式濕法處理工藝,通過酸洗-中和-壓濾技術實現有害物質達標排放,同時回收渣中的有價金屬成分。值得注意的是,每生產1噸鈦白粉約產生0.3-0.5噸干基氯化鈦渣,其合理處置直接影響整個生產過程的經濟效益和環境友好性。