Giáo án điện tử môn Hóa Học: Sản xuất Titan

QUY TRÌNH SẢN XUẤT TITAN Trạng thái thiên nhiên  Nguyên tố phổ biến, đứng hàng thứ 10, chiếm 0.25%  Khoáng vật chủ yếu: rutin (TiO2), inmenit (FeO.TiO2) peropskit (CaO.TiO2)  Nước – – ta: Titanomanhetit núi Chúa (Thái Nguyên) Tam Kì (Quảng Nam) Sa khoáng inmenit ven biển Quảng Ninh tỉnh miền Trung Sơ lược  1795 nhà hóa học Đức Claprot tìm nguyên tố Ti  1825 Beczeliuyt điều chế K2[TiF6] + 4Na = Ti + 4NaF + 2KF  1910 Hunter điều chế TiCl4 + 4Na = Ti + 4NaCl Nguyên liệu  Inmenit:  Rutin: 92-96% TiO2  Anatas:  Xỉ 52-54% TiO2 90% TiO2 titan: 75-90% TiO2 Tạp: Fe, Cr, Si, Ca, … Quặng Tuyển quặng Tinh quặng Sơ đồ phương pháp hỏa luyện Clo hoá TiCl4 FeCl3 Bay phân đoạn TiCl4 Khử Ti Phân hủy TiI4 (MgI2) Iod hố Ti (Mg) QUY TRÌNH KROLL Tuyển quặng  Tuyển trọng lực  Tuyển  Tuyển từ tĩnh điện → tinh quặng 95-97% TiO2 Tuyển Tuyển trọng lực  Dựa vào khác trọng lượng riêng khoáng vật muốn tuyển tạp chất dẫn đến vận tốc rơi hạt khác môi trường tuyển Tuyển từ tĩnh điện  Dựa vào khác từ tính khống vật muốn tuyển tạp chất để tách QUY TRÌNH KROLL Clo hố Việc Clo hố trực tiếp tinh quặng thực TiO2 + 2Cl2 = TiCl4 + O2 Nên phải Clo hoá có mặt cacbon nhiệt độ 800-1000oC TiO2 + 2Cl2 + 2C = TiCl4 + 2CO 2FexOy + 3xCl2 + 2yC = 2xFeCl3 + 2yCO QUY TRÌNH KROLL Bay phân đoạn Ở nhiệt độ thường TiCl4 chất lỏng (ts = 136oC) FeCl3 chất rắn (ts = 315oC) → tách TiCl4 QUY TRÌNH KROLL Khử Mg Cho TiCl4 qua Mg nóng chảy khí Ar hay He TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2 Rửa với nước loại MgCl2 → thu Ti QUY TRÌNH KROLL Phương pháp Aken-Đơ Bôe (1925) Ở 200oC: Ti + 2I2 = TiI4 Ở 377oC: TiI4 thăng hoa Ở 1200-1400oC: TiI4 = Ti + 2I2 → Ti tinh khiết Quặng Tuyển quặng Tinh quặng Acid sulfuric TiOSO4 Sơ đồ phương pháp điện phân Fe2(SO4)3 Làm lạnh Ti Điện phân TiO2 Thủy phân TiOSO4 PHƯƠNG PHÁP FFC Acid sulfuric hóa Hịa tách quặng tinh hỗn hợp dung dịch acid sulfuric đậm đặc kalihydrosunfat đun nóng TiO2 H2SO4 đđ TiOSO4 FexOy KHSO4, Δ Fe2(SO4)3 PHƯƠNG PHÁP FFC Làm lạnh Hỗn hợp sau phản ứng làm lạnh để kết tinh Fe2(SO4)3 tạp chất khác → thu TiOSO4 PHƯƠNG PHÁP FFC Thủy phân Dung dịch sau làm lạnh đem thủy phân TiOSO4 + (x+1)H2O = TiO2.xH2O + H2SO4 → Tủa TiO2.xH2O Nung nóng TiO2 PHƯƠNG PHÁP FFC Điện phân Điện phân TiO2 chất điện phân CaCl2 nóng chảy với điện cực catod chế tạo TiO2 Catod: Ti4+ +4e → Ti Anod: 2O2- -4e → O2 → Ti tinh khiết Tài liệu tham khảo       Hồng Nhâm, Hố Học Vơ Cơ (Tập 3), Chương 3, Nhà Xuất Bàn Giáo Dục, Lê Mậu Quyền, Hóa Học Vơ Cơ, Chương 17, Nhà Xuất Bàn Khoa Học Kỹ Thuật, www.luyenkim.net www.vinachem.vn.com www.vst.vista.gov.vn www.wikipedia.com ... TiO2.xH2O + H2SO4 → Tủa TiO2.xH2O Nung nóng TiO2 PHƯƠNG PHÁP FFC Điện phân Điện phân TiO2 chất điện phân CaCl2 nóng chảy với điện cực catod chế tạo TiO2 Catod: Ti4+ +4e → Ti Anod: 2O2- -4e →... khảo       Hồng Nhâm, Hố Học Vơ Cơ (Tập 3), Chương 3, Nhà Xuất Bàn Giáo Dục, Lê Mậu Quyền, Hóa Học Vô Cơ, Chương 17, Nhà Xuất Bàn Khoa Học Kỹ Thuật, www.luyenkim.net www.vinachem.vn.com... từ tĩnh điện → tinh quặng 95-97% TiO2 Tuyển Tuyển trọng lực  Dựa vào khác trọng lượng riêng khoáng vật muốn tuyển tạp chất dẫn đến vận tốc rơi hạt khác môi trường tuyển Tuyển từ tĩnh điện  Dựa