Виробництво хлористого титану - Реферат

Найважливіші мінерали титану в основному входять до складу пяти характерних груп - рутилу, ільменіту, перовскіту, ніоботанталотітанатов і Стено, з яких найбільше значення мають групи рутилу і ільменіту.Незважаючи на велику різноманітність цих родовищ, промислові запаси титану представлені головним чином Ільменітом і рутил - основними мінералами, з яких у великому промисловому масштабі виробляють титан, його пігментний діоксид іінші хімічні сполуки. Зазначені родовища формуються назначних глибинах, де при вмісті в базальтової магмі хоча б 1% діоксиду титану в процесі повільної її кристалізації можливе утворення ділянок, значно збагаченим цим діоксидом і що представляють собою родовища титанових руд. У процесі формування таких родовищ спочатку створюються залишкові елювіальний-делювіальні родовища не збагачених стійкими мінералами титану породи, а потім при розмиві гірських цих кор вивітрювання формуються багаті розсипи титанових мінералів.Промислові способи одержання титану і його основних зєднань базуються на використанні як вихідної сировини титанових концентратів, що містять не менш 92-94% TIO2 в рутиловим концентратах, 52 - У Росії ільменитовий концентрати використовуються головним чином як сировини для випуску діоксиду титану та металу, а також виплавки феросплавіві карбідів, а рутиловим - для виробництва обмазки зварювальних електродів. Близько 50% світового виробництва титанових концентратів базується на переробці руд розсипних родовищ і 50% - на переробці руд корінних родовищ. При збагаченні складних корінних руд іноді використовують флотації, що, зокрема, відноситься до переробки руд родовища тітаномагнетіков Телнес в Норвегії. Друга стадія полягає в селекції (доведенні) зазначеного колективного концентрату методами магнітної та електричної сепарації з одержанням індивідуальних рутилового, ільменітового, цирконієвого, монацітового, дістенсілліманітового, ставролитовий і інших концентратів.Цю відбудовну плавку проводять у трьохелектродної круглих електропечах потужністю 3,5-20 МВА, по влаштуванню схожих з застосовуваним для плавки нікелю, електротермії цинку або сталеплавильними. Подину викладають притертими магнезитовим цеглою, стіни захищають гарніссажем з тугоплавкого шлаку, накопиченим за особливого режиму. Чавун випускають через летку, піднятий над подом на 400 мм,а шлак-через жужільну летку, іноді - разом з чавуном. Завдання плавки - отримати багатий титановий шлак і чавун, перехід заліза в який обмежують: FEO єдине речовина, що дозволяє отримати помірно вязкий шлак, при нестачі його було б потрібно зайвий перегрів. Розподіл заліза і титану між чавуном і шлаком - функція різниці спорідненості цих металів до кисню і залежить від парціального тиску окису вуглецю в порах шихти, який визначається витратою відновлення і температурою.Під терміном «хлорування» зазвичай мають на увазі процес, в якому хлор в тому чи іншому вигляді взаємодіє з оксидами елементів або іншими їх сполуками, утворюючи хлориди або оксихлорид, що виділяються у формі індивідуальних хімічних речовин або їх сумішей. Перевага процесу хлорування перед іншими металургійними процесами полягає в тому, що одержувані при цьому хлориди елементів мають температуру плавлення і кипіння значно нижче температур плавлення і кипіння оксидів або інших зєднань відповідних елементів. Різке розходження фізичних властивостей хлоридів - температури плавлення,кипіння, сублімації - дозволяє розділити окремі елементи або групи елементів звичайної термічної розгонки з наступною фракційної конденсацією. В результаті хлорування відбувається або окислення металу хлором,або заміщення кисню оксидів хлором.Процес виробництва чотирихлористого титану складається з пяти основних переділів: підготовки сировини, хлорування, конденсації продуктів хлорування, очищення чотирихлористого титану та переробки відходів. Хлорування здійснюється в різних апаратах: а) з статичним або нерухомим шаром шихти (шахтні електропечі, шахтні хлоратори); б) з рідкої ванни з розплавлених хлоридів лужних або лужноземельних металів (сольовий хлоратори); в) з псевдокіпящім шаром шихти. Для хлорування матеріалів (шлаки, штучний і природний рутил, некондиційні відходи титанових сплавів) застосовують як 100% компресувати хлор, так і розбавлений повітрям анодний хлоргазу, що отримується в процесі електролізу магнію і натрію. В процесі хлорування оксиди мінералів взаємодіють з хлором та вуглецем і переводяться до хлориди. Після видалення з допомогою магнітної сепарації металевого заліза розмелений шлак надходить на хлорування (при використанні сольових хлоратори або апаратів киплячого шару) або у відділення підготовки шихти (брикетування, агломерація, огрудкування) при використанні шахтних хлоратори з рухомим шаром.З переходом на сировину, яка містить значну кількість домішок,утворюють нізколетучіе хлориди (лопаріти, перовскіту, шлаки з високим вмістом кальцію), продуктивність зазначених апаратів різко падає. Тому і шахтні хлоратори найбільш ефективно можна використовувати для хлорування так зва

ЗМІСТ

ВСТУП

1. Родовища і руди титану

2. Переробка рудної сировини

3. Виплавка титанових шлаків

4. Виробництво чотирихлористого титану

5. Принципова схема виробництва

6. Хлорування в хлоратори з розплавом і апаратах з киплячим шаром

7. Конденсація і поділ продуктів хлорування

8. Очищення технічного чотирихлористого титану

9. Технологія та апаратура магніетерміческого процесу відновлення

10. Основні області застосування титану і його сплавів

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ