關(guān)于四氯化鈦泥漿中四氯化鈦含量定量測量方法的研究

（天津渤天化工有限公司，天津 300450）

常溫下的四氯化鈦是有刺激性臭味的無色透明液體。在空氣中冒白煙，具有強(qiáng)烈的刺激性氣味。其熔點為-23.2℃，沸點為136.2℃；四氯化鈦化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，可以與堿金屬或堿土金屬進(jìn)行反應(yīng)生成低價氯化物或金屬鈦；與水接觸反應(yīng)劇烈，冒白煙并生成淡黃色或白色沉淀。

分析四氯化鈦泥漿中四氯化鈦的含量，曾經(jīng)采取過使用蒸餾瓶蒸餾的方法，僅蒸出部分四氯化鈦，蒸餾瓶燒壞而沒有準(zhǔn)確得出四氯化鈦的含量；也曾采取干蒸的方法，將四氯化鈦泥漿在干鍋中稱重后，干燒的方法，不僅環(huán)境污染嚴(yán)重，得出的數(shù)據(jù)波動大，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性低。

本文選取沸騰氯化法制取四氯化鈦工藝進(jìn)行研究。其反應(yīng)原理為：高鈦渣（或金紅石）與石油焦按一定的比例混合，在高溫下與氯氣處于流態(tài)化的狀態(tài)下進(jìn)行氯化反應(yīng)生產(chǎn)四氯化鈦。生產(chǎn)的四氯化鈦氣體經(jīng)過兩級收塵器，進(jìn)入三級淋洗設(shè)備收集氣體四氯化鈦，收集下來的四氯化鈦液體經(jīng)過濃密機(jī)沉降，經(jīng)過濾器二次過濾的粗四氯化鈦送往精制工序生產(chǎn)精四氯化鈦。濃密機(jī)定期進(jìn)行排泥操作。

濃密機(jī)定期排出的泥漿中含有大量的四氯化鈦，用傳統(tǒng)的方法處理既浪費(fèi)水產(chǎn)生大量的工業(yè)污水，為企業(yè)增加一定的生產(chǎn)成本和治理難度，又造成環(huán)境污染。為解決濃密機(jī)泥漿問題，國內(nèi)很多廠家開始采取措施加以利用，如泥漿反噴入收塵的方式回收泥漿中的四氯化鈦、濃密機(jī)泥漿干蒸技術(shù)等等。不管采用何種技術(shù)回收泥漿中四氯化鈦，都涉及到泥漿中四氯化鈦含量測定問題。本文通過采用水解方法可以準(zhǔn)確測量泥漿中四氯化鈦的含量，為泥漿中四氯化鈦回收工作提供數(shù)據(jù)支持。

1 泥漿中四氯化鈦含量測定

1.1 測定原理

本方法將四氯化鈦泥漿用錐形瓶稱取100g，用冷凍鹽水作制冷劑，控制在一定溫度下，逐漸加入蒸餾水溶解四氯化鈦泥漿，并不斷攪拌，使四氯化鈦泥漿溶解，然后過濾其水溶液以及用蒸餾水多次洗滌過濾后的泥漿，然后用蒸餾水洗滌錐形瓶三次，洗滌過濾紙三次，使四氯化鈦全部溶解于蒸餾水中。用5mL干燥的吸液管吸取約4mL樣品溶液于預(yù)先干燥并稱重的稱量瓶中，用減量法稱取樣品的質(zhì)量（準(zhǔn)確至0.0001g）。然后將樣品全部轉(zhuǎn)移至盛有25mL的1+1鹽酸的250mL容量瓶里，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。

1.2 主要儀器

天平、250mm錐形瓶和燒杯；酸式滴定管；蓋氏漏斗。

1.3 試劑和材料

鋁箔；硫酸；鹽酸：1+1溶液；飽和碳酸氫鈉溶液；飽和硫酸銨溶液；硫氰酸按：400g/L水溶液；硫酸鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液：c（NH4Fe(SO4)2）。

1.4 測定步驟

吸取上述溶液25mL于裝有50mL1+1鹽酸的500mL錐形瓶中，加2g鋁箔、10mL硫酸，用蓋氏漏斗蓋上（漏斗中加入約1/3高度的飽和碳酸氫鈉）。當(dāng)鋁箔溶解后，將錐形瓶放在電爐上微微煮沸，直至驅(qū)除氫氣。在流水中冷至室溫（此時要隨時往蓋氏漏斗中添加碳酸氫鈉飽和溶液），取下蓋氏漏斗，往錐形瓶中傾入少許碳酸氫鈉飽和溶液，并投入一小塊大理石。然后再加5mL飽和硫酸銨、5mL硫氰酸按，用0.05mol/L的硫酸鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至溶液呈淺紅色，30s不消失為終點。

1.5 建立數(shù)學(xué)模型

測定四氯化鈦含量應(yīng)建立數(shù)學(xué)模型。建立的數(shù)學(xué)模型如下：

式中：X—總鈦質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以四氯化鈦計）%，單位為百分?jǐn)?shù)（%）；c—硫酸鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，單位為摩爾每升（mol/L）；V—滴定消耗硫酸鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升（mL）；m—樣品的質(zhì)量，單位為克（g）；0.1897—與 1mL硫酸鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)?shù)囊钥吮硎镜乃穆然伒馁|(zhì)量，單位為克每毫摩爾（g/mmol）。

2 結(jié)論

通過多次實驗與分析，本方法可以準(zhǔn)確測定出四氯化鈦泥漿含有四氯化鈦的含量，試驗數(shù)據(jù)重復(fù)性好，為我廠四氯化鈦泥漿中四氯化鈦的回收攻關(guān)試驗過程中物料衡算和熱量衡算提供理論依據(jù)。

3 生產(chǎn)應(yīng)用

3.1 我廠濃密機(jī)使用后，四氯化鈦泥漿進(jìn)入雙絞龍干蒸機(jī)，用以回收泥漿中的四氯化鈦，需要對干蒸機(jī)進(jìn)行物料衡算和熱量衡算，從而選定干蒸機(jī)遠(yuǎn)紅外加熱裝置的功率，四氯化鈦泥漿含量的分析結(jié)果，為本方法準(zhǔn)確提供了理論依據(jù)。

3.2 2011年我廠對濃密機(jī)的四氯化鈦泥漿進(jìn)行反噴入收塵項目攻關(guān)，不僅解決電耗，而且解決環(huán)境污染問題。項目涉及到四氯化鈦泥漿與四氯化鈦液體混合比例計算，整體的攪拌均勻，需要合理的含固量，既可以用泥漿泵輸送，又要減少四氯化鈦泥漿的量，防止噴入的流量太大，降低收塵器的溫度，液體四氯化鈦從收塵器中排出進(jìn)入淋洗吸收。也涉及到物料衡算和熱量衡算，通過本方法可以準(zhǔn)確得到四氯化鈦泥漿的含量數(shù)據(jù)，為四氯化鈦泥漿配制的分析結(jié)果，完成理論計算，準(zhǔn)確提供了理論依據(jù)。

3.3 2013年3月3#氯化爐2#噴淋塔改進(jìn)并投入生產(chǎn)，需分析測定其吸收效果，為今后的改造提供理論依據(jù)。其中就是利用此分析方法，監(jiān)測尾氣1#酸循環(huán)槽酸水中含鈦離子的量，取得了很好的效果。