Металлоизделия в Луганске и области

Металлокострукции, входные двери, заборы, оградки,
решетки, лестницы, ковка, модули,
вальеры, декоративная мебель

Сырье для получения титана

Из числа известных минералов титана основное промышленное значение имеют два: рутил и ильменит.

Рутил - природный оксид титана TiO2 - является наилучшим видом сырья при производстве титана, но крупные месторождения рутиловых руд встречаются редко. Ильменит FeTiO3 - наиболее распространенный минерал титана. Ильменитовые руды представляют собой россыпные породы, встречающиеся часто в смеси с магнетитом Fe3O4. Такие руды называют титаномагнетитами. До 40 % ильменита добывается из речных и прибрежных морских песков. В этих рудах содержание титана доходит до 35 %.

Перспективным сырьем для получения титана являются пе- ровскитовые CaTiO3 и сфеновые CaO • TiO2 • SiO2 руды. Их использование становится рентабельным только при комплексной переработке.

Ценными элементами - спутниками титана в рудах - являются тантал, ниобий, цирконий и элементы редких земель.

Титановые руды с содержанием титана от 6 до 35% перед поступлением в металлургическое производство подвергают обогащению с использованием гравитационных методов, магнитной или электростатической сепарации, бутиловые концентраты содержат до 95% TiO2. Примерный состав ильменитовых концентратов следующий, %• TiO2 42...60, FeO 26. 34; Fe2O3 12...25; CaO до 2; SiO2 1,5 ... 3,5; MgO 1 ... 3.

Некоторые титаномагнетитовые руды не поддаются механическому обогащению. В этом случае для выделения титана используют восстановительную плавку с получением чугуна и богатого титанового шлака (80 ... 87 % TiO2). Восстановительную плавку применяют также для первичной обработки ильменитовых концентратов с целью разделения титана и железа.

Таким образом, исходным сырьем для металлургического производства титана могут быть рудные концентраты и титановые шлаки, а также иногда технический диоксид титана, получаемый при разложении ильменитовых концентратов серной кислотой.

Все перечисленные сырьевые источники содержат титан в форме TiO2. Прямое восстановление TiO2 до металла сопряжено со значительными трудностями. Причиной этого является высокая активность титана при повышенных температурах, особенно по отношению к кислороду, азоту и углероду.

Реакции взаимодействия титана с кислородом, азотом, углеродом, оксидом углерода и парами воды протекают с большой убылью энергии Гиббса. Поэтому даже ничтожные количества этих примесей ведут к образованию оксидов, карбидов и нитридов титана. Кроме того, кислород и азот способны растворяться в титане.

Следовательно, на всех стадиях производства титана необходимо исключить его контакт с указанными выше веществами. Это достигается герметизацией металлургической аппаратуры и созданием в ней нейтральной атмосферы (аргон, гелий) или вакуума. Кроме того, обязательным условием является высокая чистота исходных соединений титана, а также применяемых реа- гентов-восстановителей.

В настоящее время подавляющая часть тиТана, выпускаемого промышленностью, производится путем восстановления тетрахлорида титана магнием. В небольших количествах титан получают восстановлением TiO2 кальцием или гидридом кальция.

Схема наиболее распространенной технологии получения титана из ильменитов, включающая операцию восстановления титана металлическим магнием, приведена на рис. 150. В голове технологической схемы перед хлорированием проводят пирометал- лургическую подготовку исходного сырья восстановительной плавкой на титановый шлак. На восстановительную плавку могут поступать ильменитовые концентраты или титаномагнетитовые руды.

Целью плавки является избирательное восстановление оксидов железа. Возможность разделения титана и железа в этом процессе основана на большом различии в прочности оксидов титана и железа. При восстановительной плавке оксиды железа восстанавливаются до металлического состояния с получением чугуна, а титан в виде TiO2 переходит в шлак.

Необходимость проведения восстановительной плавки связана с тем, что прямое хлорирование железосодержащих концентратов требует больших дополнительных затрат хлора на образование хлорида железа, который трудно в дальнейшем использовать.

Восстановительную плавку ильменитовых концентратов проводят в электрических печах. Основной процесс плавки описывается в общем виде уравнением.ках менее 82... 87 %. Титановые шлаки имеют высокую температуру плавления (> 1500 0C) и значительную вязкость, что и обусловливает применение для восстановительной плавки электрических печей.

Форма заказа

Цветная металлургия

Горная проммышленность