Предимства на технологията за едноетапно периодично производство на титанова шлака

Понастоящем производството на титанова шлака с високо съдържание на TiO2 (80% и повече) е доказано осъществимо и икономически жизнеспособно само в рудно-термични пещи.

Едноетапното производство има няколко предимства пред другите методи за получаване на синтетичен рутил. Двустепенният е по-труден, тъй като включва редукционно печене и киселинно излугване, генерира значително количество опасни течни отпадъци и изисква по-големи финансови инвестиции. Топенето на синтетичен рутил по едноетапен метод е обещаващо поради неговата икономическа жизнеспособност (намаляване на производствените разходи), възможността за контролиране на технологичния процес и потенциала за получаване на висококачествени продукти.

Технологични параметри на редукционно топене в рудно-термични пещи

Видове шихта за редукционно топене в рудно-термични пещи

За редукционно топене на илменитов концентрат в рудно-термични пещи се използват два вида шихтова смес - брикетна и прахообразна.

За по-добро използване на редуктора, намалени прахови емисии и намален специфичен разход на енергия, работата с брикетен заряд е предимство. Възникват обаче затруднения поради спичането на брикетите и циментирането им от кипящата стопилка, което нарушава пропускливостта на шихтата.

Поради това в промишлената практика е разработен и комбиниран заряд, смес от брикети и прахообразни заряди. Съотношението между тях зависи от вида на титановия концентрат. Съдържанието на прахообразен заряд варира от 30 до 50%.

Брикетите се произвеждат с помощта на ролкови преси, като се използва сулфидна течност като свързващо вещество.

Видове руднотермични пещи и изисквания към тях

За топене на титанови шлаки в страните от бившия СССР (Украйна, Казахстан, Русия) се използват триелектродни рудно-термични пещи с трансформатори със следната мощност:

За по-добро използване на редуктора, намалени прахови емисии и намален специфичен разход на енергия, работата с брикетен заряд е предимство. Възникват обаче затруднения поради спичането на брикетите и циментирането им от кипящата стопилка, което нарушава пропускливостта на шихтата.

Поради това в промишлената практика е разработен и комбиниран заряд, смес от брикети и прахообразни заряди. Съотношението между тях зависи от вида на титановия концентрат. Съдържанието на прахообразен заряд варира от 30 до 50%.

Брикетите се произвеждат с помощта на ролкови преси, като се използва сулфидна течност като свързващо вещество.

5 MVA с количество зареждащ материал до 24 t;

16,5 MVA със зареждане до 100 t;

25 MVA със зареждане до 120 t.

Понастоящем такива шлаки се топят с помощта на отворени и затворени рудно-термични пещи в партиден процес, който включва топене на целия зареден материал в пещта и последващо изпускане на продукти от топене. Периодичният характер на процеса се дължи на необходимостта да се получи синтетичен рутил с минимални железни оксиди. За да се постигне това, в края на процеса на топене към ваната на пещта се добавя редуктор. Тази операция се нарича регулиране на шлаката.

Периодичният процес в отворена пещ, особено по време на фазата на регулиране на шлаката, когато повърхността на разтопената шлака не е покрита с твърд заряд, е придружен от значителни загуби на топлина чрез изтичане на газове и радиация от повърхността на стопилката и стените на пещта.

Използването на рудно-термични пещи със затворен покрив за топене на шлаки значително подобрява техническите и икономическите аспекти на процеса. Това е така, защото производителността на пещта се увеличава, специфичната консумация на енергия намалява и загубите на концентрат (поради партидния пренос) с изходящите газове намаляват поради по-малкото количество генерирани отпадъчни газове (няколко пъти по-малко). Освен това се намаляват топлинните загуби.

Към пещите за топене на синтетичен рутил се налагат няколко изисквания:

Пещта трябва да има сравнително висока специфична мощност, за да позволи бързо нагряване на заряда до температура около 900-1200 градуса без значителното му топене и да поддържа състояние на течен поток от силно вискозни шлаки по време на крайния етап на процеса;

Диаметърът на електрода и скоростта на консумация на електрода трябва да бъдат оптимизирани, за да се осигури необходимата концентрация на топлинна енергия.

Спецификации на 25 MVA рудно-термична пещ

Характеристики на 25 MVA OTF:

Тип електроди – графитни електроди;

Диаметър на електрода – 0,71 m;

Брой електроди – 3 бр.;

Брой трансформатори – 3 бр.;

Мощност на трансформатора – 8333 kVA;

Тегло на зареден концентрат за претопяване – 120 t;

Горна част на пещта – секционна, с водно охлаждане;

Охлаждаща среда – циркулираща технологична вода;

Два отвора за смесване за отделно нарязване на синтетичен рутил и свързан метал.

Спецификации на процес на редукционно топене

Температура на отпусната титанова шлака – 1680 1760o C, тази на съпътстващия метал – 1470-1530o C. Тегло на титанова шлака при оттичане – max 18 t.

Технологията осигурява:

Дебит на пещта – 62627 т/год.;

Извличане на титан от концентрата с рециклиране на прах в търговски продукти (титанова шлака) не по-малко от 98%;

Производство на титанова шлака със зададен състав;

Производство на свързания стандартен метал.

Продукти, получени от топене на илменитов концентрат в рудно-термични пещи.

В резултат на топене на илменитови концентрати се получават титанови шлаки със съдържание на TiO2 от 84% до 90% и съдържание на FeO от 5% до 7% в зависимост от състава на изходните концентрати.

По правило химичният състав на титановите шлаки, получени от обработката на различни концентрати и техните смеси, претърпява незначителни промени. Основно се определя от пълнотата на реакциите на редукция на железните оксиди и степента на повторна редукция на титановия диоксид (TiO2) до по-ниски оксиди.

Технологията за производство на титанова шлака прави възможно производството им с търговска цел, както за получаване на гъбест титан, така и за пигмент от титанов диоксид, като се използват методи на хлорид или сярна киселина.

Разпределението на основните елементи между шлаката и чугуна по време на топенето на заряда може да се оцени, както следва:

Преминаване в шлака: титан – 98,5%, желязо – 3,5%, силиций – 72.0%. Част от силиция се изпарява като нисш оксид;

Прехвърляне към чугун: желязо – {{0}}%, титан – 0.8-1.2%, силиций – 10-12%, ванадий – 45-48%.

Автоматизация на процеса на топене на титанова шлака

Целта на системата за автоматизация в съответния процес е да контролира и стабилизира параметрите на процеса на подготовка на заряда за топене и да осигури непрекъсната работа на оборудването и механизмите по предварително зададена програма.

Всички процеси на транспортиране на материали, товарене и разтоварване, смилане, класифициране, дозиране и смесване, брикетиране и сушене са механизирани и автоматизирани.

Автоматизацията на дозиращата система е предназначена да осигури рационална скорост на зареждане на пещи със заряд от определен състав, координация и контрол на основните параметри на дозиране на шихтовите материали, тяхното смесване, транспортиране и подаване към бункерите на пещта.

Най-съществено влияние върху ефективността на рудно-термичната пещ има автоматичното управление на електрическия режим на процеса на топене и приплъзването на електрода. Съответната автоматизация на процеса се състои от автоматично управление на охлаждането на трансформатора на пещта, водно охлаждане на горната част на пещта, приплъзване на електродите, регулиране на горното налягане и други параметри.

Автоматизацията на газоочистването е решаващ фактор за плавното протичане на технологичния процес, осигуряващ ефективно използване на електрическа енергия и суровини.

Търсите задълбочен инженерен опит в процеса на производство на титанова шлака, за да го подобрите и да спечелите? Нашите професионалисти са тук, за да Ви помогнат.

Насрочете разговор

Особености на процеса на производство на титанова шлака

Гарантирани показатели за ефективност на предложената технология за производство на титанова шлака в рудно-термични пещи (OTF)

Предложената технология в рудно-термичните пещи (ОТП) осигурява следното:

Дебит на пещта- 62627 t/година;

Извличане на титан от концентрата с рециклиращ прах в търговски продукти (титанова шлака) – не по-малко от 98%;

Производство на титанова шлака с необходим състав – съдържание на TiO2 – 84-90% и FeO – 5-7%;

Производство под формата на търговски продукт, който може да се използва както за получаване на гъбест титан, така и за производство на пигмент от титанов диоксид по методи на хлорид или сярна киселина;

Производство на свързани метали;

Осигуряване на взривобезопасност на процеса и оползотворяване на вторични енергийни ресурси.

Автоматизираната система за контрол на процесите (APCS) позволява следното:

Да се ​​намали времето за топене с 3-5% поради механизация и автоматизация на дозирането и зареждането на пещта;

За намаляване на "кипенето" на шлаката поради равномерно зареждане по цялата площ на ваната на пещта, за подобряване на условията на топене и контрол на процеса;

Чрез автоматизиране на процеса на електрическо топене е възможно да се увеличи средното подаване на мощност на час с 7-9% и да се намали времето за топене с 6-8%;

За намаляване на специфичния разход на енергия с 50-100 kW на 1 тон титанова шлака и увеличаване на производствения капацитет на пещта с 6-8%.

Обобщение (Заключение)

Титановата шлака е продукт с голямо търсене на световния пазар със значителен производствен обем, характеризиращ се с постоянна и дългосрочна тенденция на растеж.

Той е основен търговски продукт (полуфабрикат) в технологичната верига за получаване на пигмент от титанов диоксид, метален титан, сплави на титанова основа и продукти с висока степен на обработка.

Получава се от илменитови концентрати по едноетапен метод чрез редукционно топене в рудно-термични пещи (ОТП).

В зависимост от състава на илменитовите концентрати, титанови шлаки със съдържание на TiO2 в диапазона от 84% до 90% и съдържание на FeO между 5% и 7% се получават поради процеса на топене. Тези шлаки се считат за търговски продукти.