Méthode industrielle pour éliminer chimiquement les impuretés de vanadium dans les tubes en titane
Les impuretés de vanadium dans tube en titane sont principalement du VOCl3 et une petite quantité de VCI4. Leur présence fait apparaître le tube en alliage de titane TC4 en jaune. Le but du raffinage du vanadium n’est pas seulement de décolorer mais aussi d’éliminer l’oxygène. Il s’agit d’une étape extrêmement importante dans le processus de raffinage.
La différence de point d'ébullition et volatilité relative des tubes en titane et les impuretés de vanadium sont relativement petites. Par exemple, la différence de point d’ébullition entre les deux composants de la série de tubes en titane-VOCl3 est de 10 °C et la volatilité relative d = 1.22 ; tandis que dans la série de tubes en alliage de titane TC4-VCl4, deux composants La différence de point d'ébullition est de 14 degrés Celsius. Néanmoins, il est théoriquement possible d’utiliser des méthodes physiques pour éliminer les impuretés du vanadium, comme l’utilisation de colonnes de distillation à haut rendement pour éliminer le vanadium. L’avantage de cette méthode est qu’elle ne nécessite pas l’utilisation de réactifs chimiques, que le processus de raffinage est continu et facile à automatiser, et que les VCl3 et VCl4 séparés peuvent être utilisés directement. Les inconvénients sont une consommation d'énergie importante, un investissement important en équipement et la nécessité de résoudre la structure d'une bouilloire de haute puissance, qui n'a pas encore été appliquée dans l'industrie.
De plus, les points de congélation des deux composants de la série de tubes en alliage de titane TC4-V0Cl3 sont très différentes, environ 54 degrés Celsius. Par conséquent, la méthode de cristallisation par congélation peut également être utilisée pour éliminer VOCI3. Cependant, la congélation consomme beaucoup d’énergie et n’a donc pas été appliquée industriellement. Pour cette raison, des méthodes chimiques sont souvent utilisées pour éliminer le vanadium. L'élimination chimique du vanadium consiste à ajouter un réactif chimique au tube en titane pour réduire ou précipiter sélectivement l'impureté VOCl3 (ou VCl4) afin de former un composé d'alun insoluble qui interagit avec le tube en alliage de titane TC4. La séparation est soit une adsorption sélective de VoCl3 (ou VCl4) pour séparer les impuretés de vanadium et les tubes en alliage de titane TC4 les uns des autres ; ou dissolution sélective de VOCl2 pour séparer les impuretés d'alun et le 7icld les unes des autres. On peut dire qu'un processus d'élimination du vanadium plus idéal avec un équipement de traitement simple, durable et peu coûteux, de bonnes conditions de travail et une mise en œuvre facile d'opérations continues n'a pas encore été établi. C'est également un sujet qui doit être étudié dans le processus de raffinage des tubes en alliage de titane TC4.
