» » Хлорирование цирконового концентрата
06.02.2017

Условия хлорирования цирконового концентрата в смеси с углем исследовал Г.П. Александров.
Начало хлорирования автор наблюдал при температуре 450—470°. Однако с достаточной для практических целей скоростью процесс идет лишь при 800—1000°.
Хлорирование протекает в основном по реакции
ZrSiO4 + 4Сl2 + 4С = ZrCl4 + SiCl4 + 4СО.

Смесь измельченного концентрата с древесным углем и связкой (в качестве которой можно использовать каменноутольный пек, патоку или сульфитно целлюлозные щелока) брикетируют и брикеты подвергают коксованию при 700—800°. Хлорирование брикетов проводится в печах шахтного типа, причем для поддержания в печи температуры 800—1000° необходимо постоянно подводить тепло. При изучении хлорирования циркона в смеси с углем в Германии было установлено, что возможно проведение процесса без дополнительного подведения тепла, если вместе с хлором впускать в печь некоторое количество воздуха: тепла, выделяющегося при сгорании части угля шихты, достаточно для поддержания в печи 800—1000°. Нагревание брикетов шихты необходимо в этом случае лишь в начальном периоде работы. Однако впуск воздуха в печь должен привести к повышенному содержанию оксихлорида циркония ZrOCl2 в четыреххлористом цирконии.
Различие в температурах сублимации ZrCl4 (330°) и кипения SiCl4 (57°) позволяет в первом конденсаторе с температурой 100—150° сконденсировать хлорид циркония, а в следующем конденсаторе, охлаждаемом водой, — хлорид кремния.
Большие количества образующегося хлорида кремния все же вызывают значительные затруднения, так как в присутствии влаги происходит гидролиз SiCl4 и оседание в первом конденсаторе и в трубопроводах конденсационной системы кремневой кислоты и оксихлоридов.
Недостатком этого процесса является также высокая температура хлорирования В связи с этим целесообразнее производить предварительную карбидизацию циркона, что позволяет удалить большую часть кремния в виде моноокиси и получить продукт, хлорируемый при низкой температуре.