tailieunhanh - Giáo án điện tử môn Hóa Học: Sản xuất Titan

Tham khảo tài liệu 'giáo án điện tử môn hóa học: sản xuất titan', tài liệu phổ thông, hóa học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả | QUY TRÌNH SẢN XUẤT TITAN Trạng thái thiên nhiên Nguyên tố rất phổ biến, đứng hàng thứ 10, chiếm Khoáng vật chủ yếu: rutin (TiO2), inmenit () và peropskit () Nước ta: Titanomanhetit ở núi Chúa (Thái Nguyên) và Tam Kì (Quảng Nam) Sa khoáng inmenit ở ven biển Quảng Ninh và các tỉnh miền Trung Sơ lược 1795 nhà hóa học Đức Claprot tìm ra nguyên tố Ti 1825 Beczeliuyt điều chế K2[TiF6] + 4Na = Ti + 4NaF + 2KF 1910 Hunter điều chế TiCl4 + 4Na = Ti + 4NaCl Nguyên liệu Inmenit: 52-54% TiO2 Rutin: 92-96% TiO2 Anatas: trên 90% TiO2 Xỉ titan: 75-90% TiO2 Tạp: Fe, Cr, Si, Ca, Tinh quặng Quặng TiCl4 FeCl3 TiCl4 Ti (Mg) TiI4 (MgI2) Ti Tuyển quặng Clo hoá Bay hơi phân đoạn Khử Iod hoá Phân hủy Sơ đồ phương pháp hỏa luyện Tuyển quặng Tuyển trọng lực Tuyển nổi Tuyển từ và tĩnh điện → tinh quặng 95-97% TiO2 QUY TRÌNH KROLL Tuyển nổi Tuyển trọng lực Dựa vào sự khác nhau về trọng lượng riêng của khoáng vật muốn tuyển và tạp chất dẫn đến vận tốc rơi của các hạt khác nhau trong môi trường tuyển Tuyển từ và tĩnh điện Dựa vào sự khác nhau về từ tính của khoáng vật muốn tuyển và tạp chất để tách. Clo hoá Việc Clo hoá trực tiếp tinh quặng không thể thực hiện TiO2 + 2Cl2 = TiCl4 + O2 Nên phải Clo hoá khi có mặt cacbon ở nhiệt độ 800-1000oC TiO2 + 2Cl2 + 2C = TiCl4 + 2CO 2FexOy + 3xCl2 + 2yC = 2xFeCl3 + 2yCO QUY TRÌNH KROLL Bay hơi phân đoạn Ở nhiệt độ thường TiCl4 là chất lỏng (ts = 136oC) và FeCl3 là chất rắn (ts = 315oC) → tách TiCl4 QUY TRÌNH KROLL Khử bằng Mg Cho hơi TiCl4 qua Mg nóng chảy trong khí quyển 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 QUY TRÌNH KROLL Tinh quặng Quặng Tuyển quặng Acid sulfuric TiOSO4 Fe2(SO4)3 TiOSO4 TiO2 Ti Làm lạnh Thủy phân Điện phân Sơ đồ phương pháp điện phân Acid sulfuric hóa Hòa tách quặng tinh bằng hỗn hợp dung dịch acid sulfuric đậm đặc và kalihydrosunfat đun nóng TiO2 FexOy H2SO4 đđ KHSO4, Δ TiOSO4 Fe2(SO4)3 PHƯƠNG PHÁP FFC Làm lạnh Hỗn hợp sau phản ứng được làm lạnh để kết tinh Fe2(SO4)3 cùng các tạp chất khác → thu TiOSO4 PHƯƠNG PHÁP FFC Thủy phân Dung dịch sau khi làm lạnh đem thủy phân TiOSO4 + (x+1)H2O = + H2SO4 → Tủa PHƯƠNG PHÁP FFC Nung nóng TiO2 Điện phân Điện phân TiO2 trong chất điện phân là CaCl2 nóng chảy với điện cực catod được chế tạo bằng TiO2 Catod: Ti4+ +4e → Ti Anod: 2O2- -4e → O2 → Ti tinh khiết PHƯƠNG PHÁP FFC Tài liệu tham khảo Hoàng Nhâm, Hoá Học Vô 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,