Tek Aşamalı Periyodik Titanyum Cüruf Üretim Teknolojisinin Avantajları

Şu anda, yüksek TiO2 içeriğine sahip (%80 ve daha fazla) titanyum cürufu üretiminin yalnızca cevher termal fırınlarda uygulanabilir ve ekonomik açıdan uygun olduğu kanıtlanmıştır.

Tek aşamalı üretimin, sentetik rutil elde etmenin diğer yöntemlerine göre birçok avantajı vardır. İki aşamalı olan, kavurma ve asit liçinin azaltılmasını içerdiğinden, önemli miktarda tehlikeli sıvı atık ürettiğinden ve daha yüksek finansal yatırımlar gerektirdiğinden daha zordur. Sentetik rutilin tek aşamalı bir yöntem kullanılarak eritilmesi, ekonomik uygulanabilirliği (üretim maliyetlerini düşürmesi), teknolojik süreci kontrol etme olanağı ve yüksek kaliteli ürün elde etme potansiyeli nedeniyle umut vericidir.

Cevher termal fırınlarında indirgeme eritme proses parametreleri

Cevher termal fırınlarında indirgeme eritme için şarj türleri

Cevher termal fırınlarında ilmenit konsantresinin indirgenmesi için iki tür şarj karışımı kullanılır - briket ve toz.

İndirgeyicinin daha iyi kullanılması, toz emisyonlarının azaltılması ve spesifik enerji tüketiminin azaltılması için briket şarjıyla çalışmak avantajlıdır. Ancak briketlerin kekleşmesi ve kaynayan eriyik tarafından sementasyonu nedeniyle yükün geçirgenliğini bozan zorluklar ortaya çıkar.

Bu nedenle, endüstriyel uygulamada briket ve toz halindeki yüklerin bir karışımı olan birleşik bir yükleme de geliştirilmiştir. Aralarındaki oran titanyum konsantresinin türüne bağlıdır. Toz halindeki şarjın içeriği %30 ila %50 arasında değişir.

Briketler, bağlayıcı olarak sülfit çözeltisinin kullanıldığı silindirli presler kullanılarak üretilir.

Cevher-termal fırın çeşitleri ve bunlar için gereksinimler

Titanyum cüruflarını eritmek için, eski SSCB ülkelerinde (Ukrayna, Kazakistan, Rusya) aşağıdaki güçte transformatörlere sahip üç elektrotlu cevher termal fırınları kullanılmaktadır:

İndirgeyicinin daha iyi kullanılması, toz emisyonlarının azaltılması ve spesifik enerji tüketiminin azaltılması için briket şarjıyla çalışmak avantajlıdır. Ancak briketlerin kekleşmesi ve kaynayan eriyik tarafından sementasyonu nedeniyle yükün geçirgenliğini bozan zorluklar ortaya çıkar.

Bu nedenle, endüstriyel uygulamada briket ve toz halindeki yüklerin bir karışımı olan birleşik bir yükleme de geliştirilmiştir. Aralarındaki oran titanyum konsantresinin türüne bağlıdır. Toz halindeki şarjın içeriği %30 ila %50 arasında değişir.

Briketler, bağlayıcı olarak sülfit çözeltisinin kullanıldığı silindirli presler kullanılarak üretilir.

24 tona kadar şarj malzemesi miktarıyla 5 MVA;

100 tona kadar şarjla 16,5 MVA;

120 tona kadar şarjla 25 MVA.

Şu anda, bu tür cüruflar, yüklenen malzemenin tamamının fırında eritilmesini ve ardından eritme ürünlerinin boşaltılmasını içeren toplu bir proseste açık ve kapalı cevher-termal fırınlar kullanılarak eritilmektedir. Sürecin periyodik doğası, minimum demir oksit içeren sentetik rutil elde etme ihtiyacından kaynaklanmaktadır. Bunu başarmak için eritme işleminin sonunda fırın banyosuna bir indirgeyici eklenir. Bu işleme cüruf ayarlaması denir.

Açık bir fırında, özellikle erimiş cüruf yüzeyinin katı yük ile kaplanmadığı cüruf ayarlama aşamasındaki periyodik prosese, eriyik yüzeyinden ve fırın duvarlarından kaçan gazlar ve radyasyon nedeniyle önemli ısı kayıpları eşlik eder.

Cürufların eritilmesi için kapalı çatılı cevher-termal fırınların kullanılması, sürecin teknik ve ekonomik yönlerini önemli ölçüde iyileştirir. Bunun nedeni, fırın üretkenliğinin artması, özgül enerji tüketiminin azalması ve üretilen çıkış gazlarının daha düşük bir miktarı (birkaç kat daha az) nedeniyle, çıkan gazlarla birlikte konsantre kayıplarının (partinin taşınmasından dolayı) azalmasıdır. Ayrıca ısı kayıpları da azalır.

Sentetik rutil eritme fırınlarına çeşitli gereksinimler getirilmektedir:

Fırının, yükün kayda değer bir erime olmaksızın 900-1200 derece civarındaki bir sıcaklığa hızlı bir şekilde ısıtılmasını sağlamak ve işlemin son aşaması sırasında yüksek viskoziteli cürufların sıvı akış durumunu muhafaza etmek için nispeten yüksek bir özgül güce sahip olması gerekir;

Gerekli termal enerji konsantrasyonunu sağlamak için elektrot çapı ve elektrot tüketim hızı optimize edilmelidir.

25 MVA'lık bir cevher-termal fırının özellikleri

25 MVA OTF'nin özellikleri:

Elektrot tipi – grafit elektrotlar;

Elektrot çapı – 0,71 m;

Elektrot miktarı – 3 adet;

Transformatörlerin miktarı – 3 adet;

Trafo gücü – 8333 kVA;

Eritme işlemi için yüklenen konsantrenin ağırlığı – 120 t;

Fırın üstü – kesitsel, su soğutmalı;

Soğutma ortamı – dolaşımdaki proses suyu;

Sentetik rutil ve ilgili metalin ayrı ayrı açılması için iki musluk deliği.

İndirgeme eritme işleminin özellikleri

Delinmiş titanyum cürufunun sıcaklığı – 1680 1760o C, ilgili metalin sıcaklığı – 1470-1530o C. Delinirken titanyum cürufunun ağırlığı – maksimum 18 ton.

Teknoloji şunları sağlar:

Fırın üretim hızı – 62627 ton/yıl;

Tozun ticari ürünlere (titanyum cürufu) geri dönüştürülmesiyle konsantreden titanyum ekstraksiyonu %98'den az olmamalıdır;

Belirli bir bileşime sahip titanyum cürufunun üretimi;

İlgili standart metalin üretimi.

İlmenit konsantresinin cevher-termal fırınlarda eritilmesiyle elde edilen ürünler.

İlmenit konsantrelerinin eritilmesi sonucunda, başlangıç ​​konsantrelerinin bileşimine bağlı olarak TiO2 içeriği %84 ile %90 arasında değişen ve FeO içeriği %5 ile %7 arasında değişen titanyum cürufları elde edilir.

Kural olarak, çeşitli konsantrelerin ve bunların karışımlarının işlenmesinden elde edilen titanyum cüruflarının kimyasal bileşimi küçük değişikliklere uğrar. Öncelikle demir oksitlerin indirgeme reaksiyonlarının tamlığı ve titanyum dioksitin (TiO2) daha düşük oksitlere yeniden indirgenme derecesi ile belirlenir.

Titanyum cürufu üretim teknolojisi, bunların hem sünger titanyum elde etmek hem de titanyum dioksit pigmentine sahip olmak için klorür veya sülfürik asit yöntemleri kullanılarak ticari olarak üretilmesini mümkün kılar.

Şarjlı ergitme sırasında ana elementlerin cüruf ve dökme demir arasındaki dağılımı şu şekilde değerlendirilebilir:

Cürufa aktarım: titanyum – %98,5, demir – %3,5, silikon – %72,0. Silikonun bir kısmı düşük oksit olarak buharlaşır;

Dökme demire aktarma: demir – %{{0}}, titanyum – %0.8-1.2, silikon – %10-12, vanadyum – %45-48.

Titanyum cürufu eritme prosesinin otomasyonu

İlgili prosesteki bir otomasyon sisteminin amacı, eritme için şarj hazırlığının proses parametrelerini kontrol etmek ve stabilize etmek ve ekipman ve mekanizmaların önceden tanımlanmış bir programa göre kesintisiz çalışmasını sağlamaktır.

Malzeme taşıma, yükleme ve boşaltma, öğütme, sınıflandırma, dozajlama ve karıştırma, briketleme ve kurutma işlemlerinin tümü mekanize ve otomatiktir.

Dozajlama sisteminin otomasyonu, belirli bir bileşime sahip bir yükleme fırınına rasyonel bir yükleme hızı sağlamak, yükleme malzemelerinin dozajlanması, karıştırılması, taşınması ve fırın haznelerine tedarik edilmesinin ana parametrelerinin koordinasyonu ve kontrolünü sağlamak üzere tasarlanmıştır.

Cevher termal fırın verimliliği üzerindeki en önemli etki, eritme prosesinin elektrik modunun ve elektrot kaymasının otomatik kontrolüdür. İlgili proses otomasyonu, fırın transformatörünün soğutulmasının, fırın üst kısmının suyla soğutulmasının, elektrotların kaymasının, üst basıncın düzenlenmesinin ve diğer parametrelerin otomatik kontrolünden oluşur.

Gaz temizleme otomasyonu, elektrik enerjisinin ve hammaddelerin verimli kullanımını sağlayarak teknolojik sürecin sorunsuz ilerlemesi için çok önemli bir faktördür.

Titanyum Cüruf Üretim Sürecini İyileştirmek ve Kazanmak İçin Derinlemesine Mühendislik Uzmanlığı mı Arıyorsunuz? Uzmanlarımız Size Yardımcı Olmak İçin Burada.

Arama planlama

Titanyum Cüruf Üretim Sürecinin Özellikleri

Cevher termal fırınlarında (OTF) önerilen titanyum cürufu üretimi teknolojisinin garantili performans göstergeleri

Cevher termal fırınlarında (OTF'ler) önerilen teknoloji aşağıdakileri sağlar:

Fırın üretim hızı- 62627 ton/yıl;

Tozun ticari ürünlere (titanyum cürufu) geri dönüştürülmesiyle konsantreden titanyumun çıkarılması - en az %98;

Gerekli bileşime sahip titanyum cürufu üretmek – TiO2 içeriği – %84-90 ve FeO – %5-7;

Hem sünger titanyum elde etmek hem de klorür veya sülfürik asit yöntemleri kullanılarak titanyum dioksit pigmenti üretmek için kullanılabilen ticari ürün formunda üretim;

İlgili metalin üretimi;

Proses patlama güvenliğinin sağlanması ve ikincil enerji kaynaklarının geri kazanımı.

Otomatik proses kontrol sistemi (APCS) aşağıdakilere izin verir:

Dozajlama ve fırın doldurmanın mekanizasyonu ve otomasyonu nedeniyle eritme süresini %3-5 oranında azaltmak;

Fırının tüm banyo alanı boyunca eşit yükleme nedeniyle cürufun "kaynamasını" azaltmak, eritme koşullarını ve proses kontrolünü iyileştirmek;

Elektrikli izabe prosesinin otomasyonu sayesinde, saatlik ortalama güç alımını %7-9 artırmak ve eritme süresini %6-8 oranında azaltmak mümkündür;

Spesifik güç tüketimini 1 ton titanyum cürufu başına 50-100 kW azaltmak ve fırın üretim oranını %6-8 artırmak.

Özet (Sonuç)

Titanyum cürufu, tutarlı ve uzun vadeli bir büyüme eğilimi ile karakterize edilen önemli bir üretim hacmine sahip, küresel pazarda yüksek talep gören bir üründür.

Titanyum dioksit pigmenti, metalik titanyum, titanyum bazlı alaşımlar ve yüksek oranda işlenmiş ürünlerin elde edilmesine yönelik teknolojik zincirdeki birincil ticari üründür (yarı mamul).

Cevher termal fırınlarında (OTF'ler) indirgeme eritme yoluyla tek aşamalı bir yöntemle ilmenit konsantrelerinden elde edilir.

Ergitme işlemi sonucunda ilmenit konsantrelerinin bileşimine bağlı olarak TiO2 içeriği %84 ila %90, FeO içeriği %5 ila %7 arasında değişen titanyum cürufları elde edilir. Bu cüruflar ticari ürünler olarak kabul edilir.