Prednosti enostopenjske periodične tehnologije proizvodnje titanove žlindre

Trenutno se je proizvodnja titanove žlindre z visoko vsebnostjo TiO2 (80 % in več) izkazala za izvedljivo in ekonomsko upravičeno le v rudno-termičnih pečeh.

Enostopenjska proizvodnja ima številne prednosti pred drugimi metodami pridobivanja sintetičnega rutila. Dvostopenjski je težji, saj vključuje redukcijsko praženje in kislinsko izpiranje, ustvarja precejšnjo količino nevarnih tekočih odpadkov in zahteva višje finančne vložke. Taljenje sintetičnega rutila po enostopenjski metodi je obetavno zaradi svoje ekonomske upravičenosti (znižanje proizvodnih stroškov), možnosti nadzora tehnološkega procesa in možnosti pridobivanja visokokakovostnih izdelkov.

Procesni parametri redukcijskega taljenja v rudno-termičnih pečeh

Vrste polnjenja za redukcijsko taljenje v rudno-termičnih pečeh

Za redukcijsko taljenje koncentrata ilmenita v rudno-termičnih pečeh se uporabljata dve vrsti polnilne mešanice - briketna in praškasta.

Za boljši izkoristek reduktorja, manjše emisije prahu in manjšo specifično porabo energije je prednostno delo z briketno polnitvijo. Težave pa nastanejo zaradi strjevanja briketov in njihovega cementiranja z vreliščem, kar poruši prepustnost polnila.

Zato se je v industrijski praksi razvila tudi kombinirana polnitev, mešanica briketov in praškastih polnitev. Razmerje med njima je odvisno od vrste titanovega koncentrata. Vsebnost praškastega naboja se giblje od 30 do 50 %.

Briketi se proizvajajo z valjčnimi stiskalnicami, pri čemer kot vezivo uporabljajo sulfidno tekočino.

Vrste rudno-termičnih peči in zahteve zanje

Za taljenje titanove žlindre se v državah nekdanje ZSSR (Ukrajina, Kazahstan, Rusija) uporabljajo trielektrodne rudno-termične peči s transformatorji naslednje moči:

Za boljši izkoristek reduktorja, manjše emisije prahu in manjšo specifično porabo energije je prednostno delo z briketno polnitvijo. Težave pa nastanejo zaradi strjevanja briketov in njihovega cementiranja z vreliščem, kar poruši prepustnost polnila.

Zato se je v industrijski praksi razvila tudi kombinirana polnitev, mešanica briketov in praškastih polnitev. Razmerje med njima je odvisno od vrste titanovega koncentrata. Vsebnost praškastega naboja se giblje od 30 do 50 %.

Briketi se proizvajajo z valjčnimi stiskalnicami, pri čemer kot vezivo uporabljajo sulfidno tekočino.

5 MVA s količino polnilnega materiala do 24 t;

16,5 MVA s polnjenjem do 100 t;

25 MVA s polnjenjem do 120 t.

Trenutno se takšne žlindre talijo v odprtih in zaprtih rudno-termičnih pečeh v šaržnem procesu, ki vključuje taljenje celotnega polnjenega materiala v peči in kasnejše odvajanje produktov taljenja. Periodično naravo postopka poganja potreba po pridobivanju sintetičnega rutila z minimalno količino železovih oksidov. Da bi to dosegli, se na koncu procesa taljenja v kopel peči doda reducent. Ta postopek se imenuje nastavitev žlindre.

Periodični proces v odprti peči, zlasti v fazi prilagajanja žlindre, ko površina staljene žlindre ni prekrita s trdnim nabojem, spremljajo znatne toplotne izgube zaradi uhajajočih plinov in sevanja s površine taline in sten peči.

Uporaba rudotermičnih peči z zaprto streho za taljenje žlindre bistveno izboljša tehnične in ekonomske vidike procesa. Poveča se namreč produktivnost peči, zmanjša se specifična poraba energije, zmanjšajo se izgube koncentrata (zaradi šaržnega prenosa) z odhajajočimi plini zaradi manjše količine nastalih odpadnih plinov (nekajkrat manj). Poleg tega se zmanjšajo toplotne izgube.

Za peči za taljenje sintetičnega rutila velja več zahtev:

Peč mora imeti sorazmerno visoko specifično moč, da omogoča hitro segrevanje polnila na temperaturo okoli 900-1200 stopinj brez njegovega znatnega taljenja in da vzdržuje tekoče stanje visoko viskozne žlindre v končni fazi procesa;

Premer elektrode in hitrost porabe elektrode je treba optimizirati, da se zagotovi zahtevana koncentracija toplotne energije.

Specifikacije rudno-termične peči 25 MVA

Značilnosti 25 MVA OTF:

Vrsta elektrod – grafitne elektrode;

Premer elektrode – 0,71 m;

Količina elektrod – 3 kos.;

Količina transformatorjev - 3 kosi;

Moč transformatorja - 8333 kVA;

Teža polnjenega koncentrata za taljenje - 120 t;

Zgornji del peči – sekcijski, vodno hlajen;

Hladilni medij – krožna tehnološka voda;

Dve luknji za navoj za ločeno točenje sintetičnega rutila in pripadajoče kovine.

Specifikacije postopka redukcijskega taljenja

Temperatura titanove žlindre – 1680 1760o C, pripadajoče kovine – 1470-1530o C. Teža titanove žlindre pri točenju – največ 18 t.

Tehnologija zagotavlja:

Stopnja proizvodnje peči - 62627 t / leto;

Ekstrakcija titana iz koncentrata z recikliranjem prahu v komercialne izdelke (titanova žlindra) najmanj 98%;

Proizvodnja titanove žlindre določene sestave;

Proizvodnja pripadajoče standardne kovine.

Izdelki, pridobljeni s taljenjem ilmenitnega koncentrata v rudno-termičnih pečeh.

Kot rezultat taljenja koncentratov ilmenita dobimo titanove žlindre z vsebnostjo TiO2 od 84% do 90% in vsebnostjo FeO od 5% do 7%, odvisno od sestave začetnih koncentratov.

Kemična sestava titanove žlindre, pridobljene pri predelavi različnih koncentratov in njihovih mešanic, je praviloma podvržena manjšim spremembam. Predvsem ga določata popolnost redukcijskih reakcij železovih oksidov in stopnja ponovne redukcije titanovega dioksida (TiO2) v nižje okside.

Tehnologija proizvodnje titanove žlindre omogoča njihovo komercialno proizvodnjo, tako za pridobivanje gobastega titana kot za pigment titanovega dioksida z uporabo metod klorida ali žveplove kisline.

Porazdelitev glavnih elementov med žlindro in litino med taljenjem polnjenja je mogoče oceniti na naslednji način:

Prehod v žlindro: titan – 98,5 %, železo – 3,5 %, silicij – 72.0%. Del silicija izhlapi kot nižji oksid;

Prenos v lito železo: železo – {{0}}%, titan – 0.8-1.2%, silicij – 10-12%, vanadij – 45-48%.

Avtomatizacija procesa taljenja titanove žlindre

Cilj sistema za avtomatizacijo v ustreznem procesu je nadzor in stabilizacija procesnih parametrov priprave polnjenja za taljenje ter zagotavljanje nemotenega delovanja opreme in mehanizmov po vnaprej določenem programu.

Vsi procesi transporta materiala, nakladanja in razkladanja, mletja, razvrščanja, doziranja in mešanja, briketiranja in sušenja so mehanizirani in avtomatizirani.

Avtomatizacija dozirnega sistema je zasnovana tako, da zagotavlja racionalno hitrost polnjenja peči s polnjenjem določene sestave, koordinacijo in nadzor glavnih parametrov doziranja polnilnih materialov, njihovo mešanje, transport in dovajanje v lijake peči.

Najpomembnejši vpliv na izkoristek rudno-termične peči ima avtomatsko krmiljenje električnega načina procesa taljenja in zdrsa elektrod. Ustrezna avtomatizacija procesa je sestavljena iz avtomatske regulacije hlajenja kuriščnega transformatorja, vodnega hlajenja ognjišča peči, zdrsa elektrod, regulacije zgornjega tlaka in drugih parametrov.

Avtomatizacija čiščenja plinov je ključen dejavnik za nemoteno potek tehnološkega procesa, ki zagotavlja učinkovito rabo električne energije in surovin.

Iščete poglobljeno inženirsko znanje in izkušnje v procesu proizvodnje titanove žlindre, da bi ga izboljšali in pridobili? Naši strokovnjaki so tukaj, da vam pomagajo.

Načrtujte klic

Posebnosti procesa proizvodnje titanove žlindre

Zajamčeni kazalniki učinkovitosti predlagane tehnologije proizvodnje titanove žlindre v rudno-termičnih pečeh (OTF)

Predlagana tehnologija v rudno-termičnih pečeh (OTF) zagotavlja naslednje:

Stopnja proizvodnje peči- 62627 t/leto;

Ekstrakcija titana iz koncentrata z recikliranjem prahu v komercialne izdelke (titanova žlindra) - ne manj kot 98%;

Izdelava titanove žlindre zahtevane sestave – vsebnost TiO2 – 84-90% in FeO – 5-7%;

Proizvodnja v obliki komercialnega izdelka, ki se lahko uporablja tako za pridobivanje gobastega titana kot za proizvodnjo pigmenta titanovega dioksida s kloridno ali žveplovo kislinsko metodo;

Proizvodnja povezanih kovin;

Zagotavljanje procesne protieksplozijske varnosti in pridobivanje sekundarnih virov energije.

Avtomatski sistem za vodenje procesov (APCS) omogoča naslednje:

Skrajšati čas taljenja za 3-5% zaradi mehanizacije in avtomatizacije doziranja in polnjenja peči;

Zmanjšati "vretje" žlindre zaradi enakomernega polnjenja po celotnem območju kopeli peči, izboljšati pogoje taljenja in nadzor procesa;

Z avtomatizacijo procesa električnega taljenja je mogoče povečati povprečni urni odjem električne energije za 7-9% in skrajšati čas taljenja za 6-8%;

Za zmanjšanje specifične stopnje porabe energije za 50-100 kW na 1 tono titanove žlindre in povečanje stopnje proizvodnje peči za 6-8%.

Povzetek (zaključek)

Titanova žlindra je izdelek z velikim povpraševanjem na svetovnem trgu z znatnim obsegom proizvodnje, za katerega je značilen dosleden in dolgoročen trend rasti.

Je primarni komercialni proizvod (polproizvod) v tehnološki verigi za pridobivanje pigmenta titanovega dioksida, kovinskega titana, titanovih zlitin in visoko predelanih izdelkov.

Pridobiva se iz koncentratov ilmenita po enostopenjski metodi z redukcijskim taljenjem v rudno-termičnih pečeh (OTF).

Odvisno od sestave ilmenitnih koncentratov se zaradi procesa taljenja pridobivajo titanove žlindre z vsebnostjo TiO2 od 84% do 90% in vsebnostjo FeO med 5% in 7%. Te žlindre veljajo za komercialne izdelke.