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钙镁氯化物的粘度、表面张力及复合床抗粘结的研究

专 业: 化学工艺
关键词: 粘度 表面张力 四氯化钛 熔融体系 流化床 熔盐氯化
分类号: TF111.19
形 态: 共 113 页 约 74,015 个字 约 3.54 M内容
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内容摘要


我国攀枝花地区拥有丰富的钒钛磁铁矿资源,生产钛白和海绵钛的原料是四氯化钛,所以四氯化钛在钛工业中占据重要地位。

目前工业上生产四氯化钛的主要工艺是熔盐氯化和沸腾床氯化。

熔盐氯化工艺存在环境污染严重、与后续氧化工艺不易匹配等缺点,而攀枝花地区的高钙镁钛矿原料不能满足沸腾床氯化工艺低钙镁含量的要求,这是因为氯化工艺过程中生成的CaCl2和MgCl2熔体容易在流化床内造成粘床和堵床。

而流化床内的粘结力是与产生粘结作用的熔体的粘度和表面性质相关。

本论文首先研究了熔融钙镁氯化物的粘度物性,用旋转柱体法系统测量了CaCl2-MgCl2熔融体系的粘度,测量结果与文献报道值十分吻合。

根据实验测得的粘度数据,在前人提出的粘度理论计算模型基础上导出了体系的粘度经验模型,该模型可以计算连续成份和连续温度条件下的熔体的粘度值,与实验值比较的结果表明,该模型的预测精度较高。

其次,研究了熔融钙镁氯化物的表面性质,考察了CaCl2-MgCl2熔融体系与多种材料间的润湿性,系统测量了CaCl2-MgCl2熔融体系的表面张力,实验测得值与文献报道值较好符合。

测量结果表明,该体系中MgCl2是一种表面活性物质,可以降低该体系的表面张力。

还根据理论模型计算了CaCl2-MgCl2熔融体系的表面张力,与实验值的比较结果表明,该模型的预测精度也较高。

在本课题组前阶段冷态实验的基础上,进行了热态实验,进一步考察新型复合床生产TiCl4工艺的抗粘结性能。

实验结果表明,由于复合床内有较大的气流湍动力而具有很强的抗粘结能力。

同时,新型复合床具有很高的生产效能,使得进行低温氯化成为可能。

结合CaCl2-MgCl2熔融体系的粘度和表面张力的实验结果,通过理论模型计算验证了在复合床操作气速条件下具有的气体破碎力能够破碎床内的粘结块,从而使流化床顺行..……

全文目录


文摘
英文文摘
引言
1文献综述
1.1 TiCl4生产工艺的研究现状
1.1.1 TiCl4的核心地位
1.1.2 TiCl4生产工艺
1.1.3钛资源分布
1.1.4抗粘结氯化工艺发展现状
1.1.5流化床内粘结机理的研究
1.1.6新型复合床抗粘结性能的研究
1.2 CaCl2-MgCl2熔融体系粘度和表面性质的研究
1.2.1 CaCl2-MgCl2熔融体系的研究现状
1.2.2 CaCl2-MgCl2熔融体系粘度的研究
1.2.3 CaCl2-MgCl2熔融体系表面性质的研究
1.3文献小结与论文研究内容
2 CaCl2-MgCl2熔融体系粘度的研究
2.1 CaCl2-MgCl2熔融体系粘度的实验研究
2.1.1实验材料和实验装置
2.1.2实验原理和过程
2.1.3实验结果和讨论
2.2 CaCl2-MgCl2熔融体系粘度理论预测模型的研究
2.2.1高温熔体粘度预测模型
2.2.2 CaCl2-MgCl2熔融体系粘度预测模型的导出
2.2.3模型计算值和实验测量值的比较与分析
2.3本章小结
3 CaCl2-MgCl2熔融体系润湿性和表面张力的研究
3.1 CaCl2-MgCl2熔融体系润湿性实验研究
3.1.1实验结果与讨论
3.2 CaCl2-MgCl2熔融体系表面张力的实验研究
3.2.1静滴法测量熔融纯CaCl2表面张力的实验研究
3.2.2拉筒法测量CaCl2-MgCl2熔融体系的表面张力实验研究
3.3 CaCl2-MgCl2熔融体系表面张力的理论计算
3.3.1 CaCl2-MgCl2二元熔盐体系表面张力的计算结果分析
3.4 CaCl2-MgCl2熔融体系表面张力实验值与计算值比较
3.5本章小结
4新型复合床生产TiCl4抗粘结性能的研究
4.1生产TiCl4新型复合床概念设计
4.2新型复合床生产TiCl4的热态实验
4.2.1反应物料
4.2.2实验装置和实验过程
4.2.3实验结果及讨论
4.3新型复合床抗粘结性的模型计算验证
4.3.1润湿条件下复合床抗粘结的最小限制气速条件验证计算
4.3.2破碎堵床烧结块的最小限制气速条件计算
4.4本章小结
5结论与展望
5.1结论
5.2进一步工作展望
参考文献

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中图分类: > TF111.19 > 工业技术 > 冶金工业 > 冶金技术 > 提炼冶金(化学冶金) > 金属冶炼

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