碳化鋯氯化(chlorination of zirconium carbide)
使氯氣與碳化鋯作用生成四氯化鋯的鋯氯化方法,這是20世紀50年代用以制取四氯化鋯的主要方法,70年代后為鋯英石氯化法所取代。
與鋯英石氯化和二氧化鋯氯化不同,碳化鋯的氯化過程能在623~723K的低溫下靠反應熱自動進行。氯化爐用鋼板制成,爐殼帶有水冷夾套。爐內襯以硅磚作為保溫層,爐子底部裝有石墨篩板,板上鋪墊一層焦炭。氯氣從爐子底側通入,經篩板和焦炭層均勻分配后與爐料接觸。碳化鋯破碎成50~100mm的小塊,從爐頂的下料鐘罩間歇加入。氯化作業開始時,先將預先從爐頂插到焦炭層的石墨電極通電或鼓熱風加熱爐床。當加熱到6’73K溫度時氯化即開始。反應為:
ZrC+2Cl2→ZrCl4+C+921.1kJ
此后就不需再加熱。反應生成的ZrCl4和雜質FeCl3,AlCl3,TiCl4,SiCI4呈氣態進入冷凝器。第一冷凝器溫度保持423K左右,收集鋯及鐵、鋁的氯化物。低沸點的TiCl4、SiCl4則呈液態收集在第二、第三冷凝器。四氯化鋯的外觀為淡黃色,主要雜質含量(質量分數ω/%)為:Fe0.1~0.3,Al0.05~0.3,Ti0.05~0.01,Si0.03。由于碳化鋯原料含有百分之幾至十幾不能被氯化的ZrO2,加之在氯化時碳化鋯表層逐漸被殘渣包覆而不能被氯化,所以碳化鋯氯化產出的爐渣較多。
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