Titanium Dioxide tinh khiết được sản xuất như thế nào?
Có 2 phương pháp chính để chuyển titan có chứa quặng thành titanium dioxide tinh khiết: Quy trình Sulfate và Quy trình Chloride
Quy trình Chloride (Chloride Process)
Quy trình chloride đòi hỏi quặng tinh khiết hơn hoặc rutile hiếm hơn nhiều. Nguyên liệu ban đầu phải chứa ít nhất 70% rutile. Titanium Dioxide bị khử bằng C và sau đó lại bị oxy hóa bằng Clo
TiO2 + C → Ti + CO2
Ti + 2Cl2 → TiCl4
TiCl4 lỏng được chưng cất và chuyển đổi lại thành TiO2 bằng ngọn lửa Oxy tinh khiết hoặc trong Plasma ở nhiệt độ 1200–1700°C. Phần lớn clo được thu hồi
TiCl4 + O2 → TiO2 + 2Cl2
Quá trình này cũng sử dụng một lượng lớn hóa chất nguy hiểm và một lượng năng lượng đáng kể. Ngoài chất thải rắn hoặc lỏng của các hóa chất chưa phản ứng hoặc các hợp chất clo khác, quá trình cloride có thể tạo ra các phần tử khí thải clo và lưu huỳnh dioxit.
Sản xuất Titanium dioxide bằng quy trình chloride
Quặng titan pha trộn với than cốc và sục khí clo đi qua ở nhiệt độ 900-1000°C trong lò tầng sôi. Hỗn hợp thu được gồm tetratitan (TiCl4), carbon oxit (CO, CO2) và kim loại tạp chất được làm lạnh và ngưng tụ. Sau khi tách khí-rắn ta thu được TiCl4 tinh khiết.
TiO2 được hấp thụ bằng cách loại bỏ một lượng clo nhất định bằng cách đun nóng hoặc xử lý hơi nước. Quá trình này đơn giản, nhưng khử trùng bằng clo ở 1000 ° C hoặc cao hơn, có nhiều vấn đề về kỹ thuật hóa học như clo, oxychloride, titan tetraclorua, cần phải giải quyết độ ăn mòn cao, cộng với các vật liệu đặc biệt được sử dụng, chi phí cao hơn so với phương pháp axit sulfuric.
Quy trình sản xuất clorua là sản xuất liên tục, quy trình đơn giản, điểm kiểm soát quy trình nhỏ, chất lượng sản phẩm dễ đạt được kiểm soát tối ưu.
Ngoài ra, không có sự thiêu kết được hình thành bởi quá trình nung trong lò quay, các hạt sơ cấp TiO2 dễ dàng bị khử thủy phân, vì vậy sản phẩm Titanium dioxide được sản xuát bằng công nghệ chloride có chất lượng tốt hơn.
Ưu điểm của quy trình cloride
- Ít khí thải hơn
- Khí clo được thu hồi đem đi tái sinh
- Sản phẩm trung gian TiCl4 dùng cho ngành sản xuất Titan bọt
- Thành phần được sử dụng rất rộng rãi trong ngành sơn, nhựa, giấy,…
Nhược điểm của quy trình cloride
- Sản phẩm phụ là sắt clorua
- Phản ứng ở nhiệt độ cao, tốn nhiều năng lượng
