Voordelen van eentraps periodieke titaniumslakproductietechnologie

Momenteel is de productie van titaniumslakken met een hoog TiO2-gehalte (80% en meer) alleen haalbaar en economisch haalbaar gebleken in ertsthermische ovens.

Eenfasige productie heeft verschillende voordelen ten opzichte van andere methoden om synthetisch rutiel te verkrijgen. Tweefase één is moeilijker omdat het minder roosten en zuuruitloging met zich meebrengt, een aanzienlijke hoeveelheid gevaarlijk vloeibaar afval genereert en hogere financiële investeringen vereist. Het smelten van synthetisch rutiel met behulp van een eenfasige methode is veelbelovend vanwege de economische levensvatbaarheid (verlaging van de productiekosten), de mogelijkheid om het technologische proces te beheersen en het potentieel om producten van hoge kwaliteit te verkrijgen.

Procesparameters van reductiesmelten in erts-thermische ovens

Soorten kosten voor reductiesmelten in ertsthermische ovens

Voor het reduceren van het smelten van ilmenietconcentraat in erts-thermische ovens worden twee soorten ladingsmengsels gebruikt: briket en poedervormig.

Voor een beter gebruik van het reductiemiddel, een lagere stofemissie en een lager specifiek energieverbruik is het werken met een brikettenlading voordelig. Er doen zich echter problemen voor als gevolg van het aankoeken van de briketten en hun cementering door de kokende smelt, waardoor de permeabiliteit van de lading wordt verstoord.

Daarom is er in de industriële praktijk ook een gecombineerde lading ontwikkeld, een mengsel van briketten en poedervormige ladingen. De verhouding daartussen is afhankelijk van het type titaniumconcentraat. Het gehalte aan poedervormige lading varieert van 30 tot 50%.

Briketten worden vervaardigd met behulp van walspersen, waarbij sulfidevloeistof als bindmiddel wordt gebruikt.

Soorten erts-thermische ovens en vereisten daarvoor

Voor het smelten van titaniumslakken worden erts-thermische ovens met drie elektroden en transformatoren met het volgende vermogen gebruikt in de landen van de voormalige USSR (Oekraïne, Kazachstan, Rusland):

Voor een beter gebruik van het reductiemiddel, een lagere stofemissie en een lager specifiek energieverbruik is het werken met een brikettenlading voordelig. Er doen zich echter problemen voor als gevolg van het aankoeken van de briketten en hun cementering door de kokende smelt, waardoor de permeabiliteit van de lading wordt verstoord.

Daarom is er in de industriële praktijk ook een gecombineerde lading ontwikkeld, een mengsel van briketten en poedervormige ladingen. De verhouding daartussen is afhankelijk van het type titaniumconcentraat. Het gehalte aan poedervormige lading varieert van 30 tot 50%.

Briketten worden vervaardigd met behulp van walspersen, waarbij sulfidevloeistof als bindmiddel wordt gebruikt.

5 MVA met laadmateriaalhoeveelheid tot 24 t;

16,5 MVA met opladen tot 100 t;

25 MVA met laden tot 120 t.

Momenteel worden dergelijke slakken gesmolten met behulp van open en gesloten erts-thermische ovens in een batchproces, waarbij het gehele geladen materiaal in de oven wordt gesmolten en vervolgens de smeltproducten worden afgetapt. Het periodieke karakter van het proces wordt gedreven door de noodzaak om synthetisch rutiel te verkrijgen met minimale ijzeroxiden. Om dit te bereiken wordt aan het einde van het smeltproces een reductiemiddel aan het ovenbad toegevoegd. Deze bewerking wordt slakaanpassing genoemd.

Het periodieke proces in een open oven, vooral tijdens de aanpassingsfase van de slak, wanneer het oppervlak van de gesmolten slak niet bedekt is door vaste lading, gaat gepaard met aanzienlijke warmteverliezen door ontsnappende gassen en straling van het oppervlak van de smelt en de ovenwanden.

Het gebruik van ertsthermische ovens met gesloten dak voor het smelten van slakken verbetert de technische en economische aspecten van het proces aanzienlijk. Dit komt omdat de productiviteit van de oven toeneemt, het specifieke energieverbruik afneemt en verliezen aan concentraat (als gevolg van batch-overdracht) met uitgaande gassen worden verminderd vanwege een lagere hoeveelheid gegenereerde afgassen (meerdere keren minder). Bovendien worden warmteverliezen verminderd.

Aan smeltovens voor synthetisch rutiel worden verschillende eisen gesteld:

De oven moet een relatief hoog specifiek vermogen hebben om een ​​snelle verwarming van de lading tot een temperatuur van ongeveer 900-1200 graad mogelijk te maken zonder dat het significant smelt, en om een ​​vloeistofstroomtoestand van zeer viskeuze slakken te handhaven tijdens de laatste fase van het proces;

De elektrodediameter en het verbruik van de elektrode moeten worden geoptimaliseerd om de vereiste concentratie van thermische energie te garanderen.

Specificaties van een erts-thermische oven van 25 MVA

Kenmerken van een 25 MVA OTF:

Type elektroden – grafietelektroden;

Elektrodediameter – 0,71 m;

Aantal elektroden – 3 stuks;

Aantal transformatoren – 3 stuks;

Transformatorvermogen – 8333 kVA;

Gewicht geladen concentraat voor een smeltoperatie – 120 t;

Oventop – sectionaal, watergekoeld;

Koelmedium – circulerend proceswater;

Twee kraangaten voor het gescheiden tappen van synthetisch rutiel en bijbehorend metaal.

Specificaties van een reductiesmeltproces

Temperatuur van getapte titaniumslak – 1680 1760o C, die van het bijbehorende metaal – 1470-1530o C. Gewicht van titaniumslak tijdens het tappen – max. 18 t.

De technologie biedt:

Productiesnelheid van de ovens – 62627 t/jaar;

Titaniumextractie uit het concentraat, waarbij het stof wordt gerecycled tot commerciële producten (titaniumslakken) van niet minder dan 98%;

Productie van titaniumslakken met een bepaalde samenstelling;

Productie van het bijbehorende standaardmetaal.

Producten verkregen door het smelten van ilmenietconcentraat in erts-thermische ovens.

Als resultaat van het smelten van ilmenietconcentraten worden titaniumslakken met een TiO2-gehalte variërend van 84% tot 90% en een FeO-gehalte variërend van 5% tot 7% ​​verkregen, afhankelijk van de samenstelling van de initiële concentraten.

In de regel ondergaat de chemische samenstelling van titaniumslakken verkregen bij de verwerking van verschillende concentraten en hun mengsels kleine variaties. Het wordt voornamelijk bepaald door de volledigheid van de reductiereacties van ijzeroxiden en de mate van herreductie van titaniumdioxide (TiO2) tot lagere oxiden.

De technologie voor de productie van titaniumslakken maakt het mogelijk om ze commercieel te produceren, zowel voor het verkrijgen van sponstitanium als voor het verkrijgen van titaniumdioxidepigment met behulp van chloride- of zwavelzuurmethoden.

De verdeling van de belangrijkste elementen tussen slak en gietijzer tijdens het ladingssmelten kan als volgt worden beoordeeld:

Overdracht naar slak: titanium – 98,5%, ijzer – 3,5%, silicium – 72,0%. Een deel van het silicium verdampt als een lager oxide;

Overdracht naar gietijzer: ijzer – {{0}}%, titanium – 0,8-1,2%, silicium – 10-12%, vanadium – 45-48%.

Automatisering van het smeltproces van titaniumslakken

Het doel van een automatiseringssysteem in het overeenkomstige proces is het controleren en stabiliseren van procesparameters van de ladingsvoorbereiding voor het smelten en het garanderen van een ononderbroken werking van apparatuur en mechanismen volgens een vooraf gedefinieerd programma.

Alle processen van materiaaltransport, laden en lossen, malen, classificeren, doseren en mengen, briketteren en drogen zijn gemechaniseerd en geautomatiseerd.

De automatisering van het doseersysteem is ontworpen om te zorgen voor een rationele laadsnelheid van ovens met een lading van een bepaalde samenstelling, coördinatie en controle van de belangrijkste parameters van de dosering van de ladingsmaterialen, hun menging, transport en toevoer naar oventrechters.

De belangrijkste invloed op de efficiëntie van erts-thermische ovens is de automatische regeling van de elektrische modus van het smeltproces en het slippen van de elektrode. De bijbehorende procesautomatisering bestaat uit automatische regeling van de koeling van de oventransformator, waterkoeling van de bovenkant van de oven, slippen van elektroden, regeling van de topdruk en andere parameters.

Automatisering van gasreiniging is een cruciale factor voor de soepele voortgang van het technologische proces en zorgt voor een efficiënt gebruik van elektrische energie en grondstoffen.

Bent u op zoek naar diepgaande technische expertise in het productieproces van titaniumslakken om dit te verbeteren en winst te maken? Onze professionals staan ​​klaar om u te helpen.

Plan een gesprek

Eigenaardigheden van het productieproces van titaniumslakken

Gegarandeerde prestatie-indicatoren van de voorgestelde technologie voor de productie van titaniumslakken in erts-thermische ovens (OTF)

De voorgestelde technologie in erts-thermische ovens (OTF's) voorziet in het volgende:

Productiesnelheid van ovens- 62627 t/jaar;

Extractie van titanium uit het concentraat met recycling van stof tot commerciële producten (titaniumslak) – maar liefst 98%;

Het produceren van titaniumslakken met de vereiste samenstelling – TiO2-gehalte – 84-90% en FeO – 5-7%;

Productie in de vorm van een commercieel product, dat zowel kan worden gebruikt voor het verkrijgen van sponstitanium als voor het produceren van titaniumdioxidepigment met behulp van chloride- of zwavelzuurmethoden;

Productie van bijbehorend metaal;

Zorgen voor de procesexplosieveiligheid en het terugwinnen van secundaire energiebronnen.

Een geautomatiseerd procescontrolesysteem (APCS) maakt het volgende mogelijk:

Om de smelttijd met 3-5% te verminderen als gevolg van mechanisatie en automatisering van de dosering en het vullen van de oven;

Om het "koken" van de slak te verminderen als gevolg van een uniforme belading over het gehele badgedeelte van de oven, om de smeltomstandigheden en procescontrole te verbeteren;

Door automatisering van het elektrische smeltproces is het mogelijk om de gemiddelde stroomopname per uur met 7-9% te verhogen en de smelttijd met 6-8% te verkorten;

Het specifieke energieverbruik verlagen met 50-100 kW per 1 ton titaniumslak en de productiesnelheid van de oven verhogen met 6-8%.

Samenvatting (conclusie)

Titaanslak is een product waar veel vraag naar is op de wereldmarkt, met een aanzienlijk productievolume dat wordt gekenmerkt door een consistente en langdurige groeitrend.

Het is een primair commercieel product (halffabrikaat) in de technologische keten voor het verkrijgen van titaniumdioxidepigment, metallisch titanium, legeringen op titaniumbasis en sterk bewerkte producten.

Het wordt verkregen uit ilmenietconcentraten in een eenstapsmethode door middel van reductiesmelten in erts-thermische ovens (OTF's).

Afhankelijk van de samenstelling van de ilmenietconcentraten worden door het smeltproces titaniumslakken met een TiO2-gehalte variërend van 84% tot 90% en een FeO-gehalte tussen 5% en 7% verkregen. Deze slakken worden als commerciële producten beschouwd.