关于四氯化钛泥浆中四氯化钛含量定量测量方法的研究

（天津渤天化工有限公司，天津 300450）

常温下的四氯化钛是有刺激性臭味的无色透明液体。在空气中冒白烟，具有强烈的刺激性气味。其熔点为-23.2℃，沸点为136.2℃；四氯化钛化学性质不稳定，可以与碱金属或碱土金属进行反应生成低价氯化物或金属钛；与水接触反应剧烈，冒白烟并生成淡黄色或白色沉淀。

分析四氯化钛泥浆中四氯化钛的含量，曾经采取过使用蒸馏瓶蒸馏的方法，仅蒸出部分四氯化钛，蒸馏瓶烧坏而没有准确得出四氯化钛的含量；也曾采取干蒸的方法，将四氯化钛泥浆在干锅中称重后，干烧的方法，不仅环境污染严重，得出的数据波动大，数据准确性低。

本文选取沸腾氯化法制取四氯化钛工艺进行研究。其反应原理为：高钛渣（或金红石）与石油焦按一定的比例混合，在高温下与氯气处于流态化的状态下进行氯化反应生产四氯化钛。生产的四氯化钛气体经过两级收尘器，进入三级淋洗设备收集气体四氯化钛，收集下来的四氯化钛液体经过浓密机沉降，经过滤器二次过滤的粗四氯化钛送往精制工序生产精四氯化钛。浓密机定期进行排泥操作。

浓密机定期排出的泥浆中含有大量的四氯化钛，用传统的方法处理既浪费水产生大量的工业污水，为企业增加一定的生产成本和治理难度，又造成环境污染。为解决浓密机泥浆问题，国内很多厂家开始采取措施加以利用，如泥浆反喷入收尘的方式回收泥浆中的四氯化钛、浓密机泥浆干蒸技术等等。不管采用何种技术回收泥浆中四氯化钛，都涉及到泥浆中四氯化钛含量测定问题。本文通过采用水解方法可以准确测量泥浆中四氯化钛的含量，为泥浆中四氯化钛回收工作提供数据支持。

1 泥浆中四氯化钛含量测定

1.1 测定原理

本方法将四氯化钛泥浆用锥形瓶称取100g，用冷冻盐水作制冷剂，控制在一定温度下，逐渐加入蒸馏水溶解四氯化钛泥浆，并不断搅拌，使四氯化钛泥浆溶解，然后过滤其水溶液以及用蒸馏水多次洗涤过滤后的泥浆，然后用蒸馏水洗涤锥形瓶三次，洗涤过滤纸三次，使四氯化钛全部溶解于蒸馏水中。用5mL干燥的吸液管吸取约4mL样品溶液于预先干燥并称重的称量瓶中，用减量法称取样品的质量（准确至0.0001g）。然后将样品全部转移至盛有25mL的1+1盐酸的250mL容量瓶里，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。

1.2 主要仪器

天平、250mm锥形瓶和烧杯；酸式滴定管；盖氏漏斗。

1.3 试剂和材料

铝箔；硫酸；盐酸：1+1溶液；饱和碳酸氢钠溶液；饱和硫酸铵溶液；硫氰酸按：400g/L水溶液；硫酸铁铵标准滴定溶液：c（NH4Fe(SO4)2）。

1.4 测定步骤

吸取上述溶液25mL于装有50mL1+1盐酸的500mL锥形瓶中，加2g铝箔、10mL硫酸，用盖氏漏斗盖上（漏斗中加入约1/3高度的饱和碳酸氢钠）。当铝箔溶解后，将锥形瓶放在电炉上微微煮沸，直至驱除氢气。在流水中冷至室温（此时要随时往盖氏漏斗中添加碳酸氢钠饱和溶液），取下盖氏漏斗，往锥形瓶中倾入少许碳酸氢钠饱和溶液，并投入一小块大理石。然后再加5mL饱和硫酸铵、5mL硫氰酸按，用0.05mol/L的硫酸铁铵标准滴定溶液滴定至溶液呈浅红色，30s不消失为终点。

1.5 建立数学模型

测定四氯化钛含量应建立数学模型。建立的数学模型如下：

式中：X—总钛质量分数（以四氯化钛计）%，单位为百分数（%）；c—硫酸铁铵标准滴定溶液的浓度，单位为摩尔每升（mol/L）；V—滴定消耗硫酸铁铵标准滴定溶液的体积，单位为毫升（mL）；m—样品的质量，单位为克（g）；0.1897—与 1mL硫酸铁铵标准滴定溶液相当的以克表示的四氯化钛的质量，单位为克每毫摩尔（g/mmol）。

2 结论

通过多次实验与分析，本方法可以准确测定出四氯化钛泥浆含有四氯化钛的含量，试验数据重复性好，为我厂四氯化钛泥浆中四氯化钛的回收攻关试验过程中物料衡算和热量衡算提供理论依据。

3 生产应用

3.1 我厂浓密机使用后，四氯化钛泥浆进入双绞龙干蒸机，用以回收泥浆中的四氯化钛，需要对干蒸机进行物料衡算和热量衡算，从而选定干蒸机远红外加热装置的功率，四氯化钛泥浆含量的分析结果，为本方法准确提供了理论依据。

3.2 2011年我厂对浓密机的四氯化钛泥浆进行反喷入收尘项目攻关，不仅解决电耗，而且解决环境污染问题。项目涉及到四氯化钛泥浆与四氯化钛液体混合比例计算，整体的搅拌均匀，需要合理的含固量，既可以用泥浆泵输送，又要减少四氯化钛泥浆的量，防止喷入的流量太大，降低收尘器的温度，液体四氯化钛从收尘器中排出进入淋洗吸收。也涉及到物料衡算和热量衡算，通过本方法可以准确得到四氯化钛泥浆的含量数据，为四氯化钛泥浆配制的分析结果，完成理论计算，准确提供了理论依据。

3.3 2013年3月3#氯化炉2#喷淋塔改进并投入生产，需分析测定其吸收效果，为今后的改造提供理论依据。其中就是利用此分析方法，监测尾气1#酸循环槽酸水中含钛离子的量，取得了很好的效果。