沸腾氯化法制备四氯化钛在国外已得到广泛的应用,它相比于熔盐氯化法具有较大的优势,但是由于国外的技术封锁,国内目前能够实现沸腾氯化法生产的四氯化钛的企业不多,主要原因是国内高钛渣中的钙镁含量较高,在沸腾氯化工艺中容易堵塞气体分布板。国内一些学者采用酸浸焙烧的方法去除钙镁等有害杂质后得到的富钛料粒度较细,在沸腾氯化过程中容易相互粘附聚结,从而导致沟流、腾涌等不正常现象,造成气固接触效率低,反应的动力学条件不充分。本课题针对细粒级富钛料所带来的扬析率大、流动性差的问题,分析了细粒级富钛料的基础理化性质,设计改进了适应于细粒级富钛料的合理炉型结构,找到了适应该炉型的操作参数,为沸腾氯化工艺处理细粒级钛原料的装备技术开发提供可靠的技术支持。首先采用本项目组自主开发的粉体综合测试仪,测定了细粒级钛原料的流化性能参数,采用激光粒度分析仪分析了细粒级富钛料的粒度组成,通过SEM以及XRD等手段,了解细粒级富钛料的化学组成以及矿相结构。根据细粒级富钛料的基本性质,计算得到细粒级富钛料的流化操作速度区间和循环流化速度,并通过实验计算相结合的方法验证;为了改善细粒级富钛料的流动性,实验过程中添加合适粒径范围以及合适比例的石油焦,使得细粒级富钛料可以正常的流化;设计优化了原有的流化床模型,添加了循环流化系统、切向二次风注入系统、切向进风式气体分布器以及底部出渣系统。采用数值模拟的方法对流化床提升管内的原料流动状态进行了模拟,从流动行为的宏观整体看,床层在径向上呈现出中心和边壁浓的环核结构,而在轴向上则呈现出上稀下浓的分布形态,这与实验结果相吻合;流化床在启动阶段床层内的压力有波动,而稳定后的流化床压力波动值不大;三维模拟切向进风效果显示切向进风能够在炉内形成切向旋转流,在近壁区出现外回流现象,另外在靠近壁面处切向速度也有较大的值。由此可见,当切向速度增大时,颗粒在切向的运动将加强,这就使得其在床层内的停留时间延长,减小扬析率。在优化后的流化床上进行了冷态实验和热态实验,实验结果表明:随着底部流化流量的增加,扬析率逐渐增加;切向二次风的注入能够很好的降低扬析率,并且找到了最佳二次风流量;加入循环流化系统可以将带出提升管的细粒级原料重新加入提升管中,可以很好的降低扬析率,实验结果中扬析率远远小于目标值,且底部流化流量能够在较宽的范围内实现正常的循环流化;热态实验结果显示,随着温度的升高,扬析率也逐渐增加,但是扬析率依旧在合理的要求范围内(1%)。