عملية الكلوريد

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

تُستخدم عملية الكلوريد لفصل التيتانيوم عن خاماته. والهدف من هذه العملية هو الحصول على ثاني أكسيد التيتانيوم عالي النقاوة من خامات مثل الإلمنيت (FeTiO₃ ) والروتيل ( TiO₂ ) . وتستغل هذه الاستراتيجية تطاير رباعي كلوريد التيتانيوم (TiCl₄) ، الذي يُنقى بسهولة ويُحوّل إلى ثاني أكسيد التيتانيوم. تُنتج ملايين الأطنان من ثاني أكسيد التيتانيوم سنويًا بهذه العملية، وتُستخدم بشكل رئيسي كأصباغ بيضاء. اعتبارًا من عام 2017، تُستخدم عملية الكلوريد جنبًا إلى جنب مع عملية الكبريتات الأقدم، التي تعتمد على حمض الكبريتيك الساخن لاستخلاص الحديد والشوائب الأخرى من الخامات. [ 1 ] : 15

كيمياء العمليات

في هذه العملية، تُعالج المادة الأولية عند درجة حرارة 1000  درجة مئوية بغاز الكربون والكلور ، مما ينتج عنه رابع كلوريد التيتانيوم . ومن الأمثلة النموذجية على ذلك التحويل بدءًا من خام الإلمنيت : [ 2 ]

2 FeTiO 3 + 7 Cl 2 + 6 C → 2 TiCl 4 + 2 FeCl 3 + 6 CO

تُعد هذه العملية نوعًا من أنواع التفاعل الكربوني الحراري ، الذي يستغل القدرة الاختزالية للكربون.

يُنقى رباعي كلوريد التيتانيوم بالتقطير . وتتحول الشوائب الأخرى إلى كلوريداتها المقابلة أيضًا، لكن معظمها أقل تطايرًا من رباعي كلوريد التيتانيوم . ويُقطر رباعي كلوريد الفاناديوم وأوكسي ثلاثي كلوريد الفاناديوم مع رباعي كلوريد التيتانيوم ، ولكن يمكن إزالة هذه الشوائب بالاختزال الكيميائي. [ 1 ] : 13

يمكن أكسدته لاحقًا في لهب الأكسجين أو البلازما للحصول على ثاني أكسيد التيتانيوم النقي. [ 1 ] : 13 [ 3 ] [ 4 ]

TiCl₄ + O₂ + حرارة → TiO₂ + 2 Cl₂ 

وبهذه الطريقة، يتم استعادة الكلور لإعادة تدويره.

هندسة العمليات

عملية الكلوريد

تتكون عملية الكلوريد القياسية لمادة ثاني أكسيد التيتانيوم الأساسية من وحدات الإنتاج الرئيسية التالية: [ 5 ]

  • أكسدة
  • الكلورة
  • التكثيف
  • طهارة

الوحدات الإنتاجية المساعدة التالية ضرورية:

  • تخزين الخام/فحم الكوك
  • معالجة الغازات المنبعثة
  • معالجة الغبار

في ظل ظروف الاستقرار، تُعدّ عملية الكلوريد دورةً مستمرةً يتحول فيها الكلور من الحالة المؤكسدة إلى الحالة المختزلة وبالعكس. الشكل المؤكسد للكلور هو الكلور الجزيئي Cl₂ ، والشكل المختزل هو رابع كلوريد التيتانيوم (TiCl₄ ) . العامل المؤكسد هو الأكسجين الجزيئي (O₂ ) ، والعامل المختزل هو فحم الكوك. يجب تغذية العملية بكليهما. يُغذّى التيتانيوم إلى العملية على شكل خام مع فحم الكوك. خام التيتانيوم عبارة عن خليط من الأكاسيد. يخرج الأكسجين المضاف من العملية مع المنتج TiO₂ ، ويخرج فحم الكوك المضاف من العملية مع الأكسجين المضاف من خام التيتانيوم على شكل CO وCO₂ . تخرج المعادن الأخرى المُغذّاة من العملية على شكل كلوريدات معدنية. [ 6 ]

مراجع

  1. 1 2 3 أوير، جيرهارد؛ ووديتش، بيتر؛ فيسترهاوس، أكسل؛ كيشكويتز، يورغن؛ غريبلر، وولف ديتر؛ روهي، ماركوس. ليدكيرك، مارسيل (2017). "أصباغ، غير عضوية، 2. أصباغ بيضاء". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. الصفحات من 1 إلى 36. دوى : 10.1002/14356007.n20_n01.pub2 . رقم ISBN  978-3-527-30673-2.
  2. ↑ غرينوود، نورمان ن.؛ إيرنشو، آلان (1997). كيمياء العناصر ( الطبعة الثانية). باتروورث-هاينمان. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN  978-0-08-037941-8.
  3. ^ “عملية TiO 2 ” . سلبيات تي . تم الاسترجاع 2016/12/17 .
  4. ↑ جونز، توني؛ إيغرتون، تيري أ. (2000). "8.3 ثاني أكسيد التيتانيوم. عملية الكلوريد". موسوعة كيرك-أوتمير للتكنولوجيا الكيميائية . جون وايلي وأولاده، ص 22-23 . doi : 10.1002/0471238961.0914151805070518.a01.pub3 . ISBN  9780471238966.
  5. ↑ "تصنيع وخصائص عامة لأصباغ ثاني أكسيد التيتانيوم" (ملف PDF) . شركة Ti-Cons. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 24 يناير 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 أبريل 2012 .
  6. ^ “تفاصيل عملية TiO 2 ” (PDF) . سلبيات تي . تم الاسترجاع 2012/04/11 .
  • "عملية الكلوريد" . شركة كرونوس العالمية. مؤرشف من الأصل بتاريخ 20 يونيو 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 مايو 2020 .
  • "عملية الكلوريد من شركة Ti-Cons" . شركة Ti-Cons Jendro, Weiland und Partner . تاريخ الاسترجاع: 16 يونيو 2010 .