Výhody jednostupňovej technológie výroby periodickej titánovej trosky

V súčasnosti sa výroba titánovej trosky s vysokým obsahom TiO2 (80 % a viac) ukázala ako realizovateľná a ekonomicky životaschopná len v rudných tepelných peciach.

Jednostupňová výroba má niekoľko výhod oproti iným metódam získavania syntetického rutilu. Dvojstupňový je náročnejší, pretože zahŕňa redukčné praženie a kyslé lúhovanie, vytvára značné množstvo nebezpečného tekutého odpadu a vyžaduje vyššie finančné investície. Tavenie syntetického rutilu jednostupňovou metódou je perspektívne pre svoju ekonomickú životaschopnosť (zníženie výrobných nákladov), možnosť kontroly technologického procesu a potenciál získať vysokokvalitné produkty.

Proces Parametre redukčného tavenia v rudných tepelných peciach

Druhy vsádzky na redukčné tavenie v rudných tepelných peciach

Na redukčné tavenie koncentrátu ilmenitu v rudných tepelných peciach sa používajú dva druhy vsádzkovej zmesi – briketová a prášková.

Pre lepšie využitie redukčného činidla, zníženie emisií prachu a zníženie mernej spotreby energie je výhodná práca s briketovou náplňou. Ťažkosti však vznikajú spekaním brikiet a ich stmelením vriacou taveninou, čo narúša priepustnosť vsádzky.

Preto sa v priemyselnej praxi vyvinula aj kombinovaná vsádzka, zmes brikiet a práškovej vsádzky. Pomer medzi nimi závisí od typu titánového koncentrátu. Obsah práškovej náplne sa pohybuje od 30 do 50 %.

Brikety sa vyrábajú pomocou valcových lisov s použitím sulfidového lúhu ako spojiva.

Typy rudných tepelných pecí a požiadavky na ne

Na tavenie titánových trosiek sa v krajinách bývalého ZSSR (Ukrajina, Kazachstan, Rusko) používajú trojelektródové rudné tepelné pece s transformátormi nasledujúceho výkonu:

Pre lepšie využitie redukčného činidla, zníženie emisií prachu a zníženie mernej spotreby energie je výhodná práca s briketovou náplňou. Ťažkosti však vznikajú spekaním brikiet a ich stmelením vriacou taveninou, čo narúša priepustnosť vsádzky.

Preto sa v priemyselnej praxi vyvinula aj kombinovaná vsádzka, zmes brikiet a práškovej vsádzky. Pomer medzi nimi závisí od typu titánového koncentrátu. Obsah práškovej náplne sa pohybuje od 30 do 50 %.

Brikety sa vyrábajú pomocou valcových lisov s použitím sulfidového lúhu ako spojiva.

5 MVA s množstvom vsádzkového materiálu do 24 t;

16,5 MVA s nabíjaním do 100 t;

25 MVA s nabíjaním až 120 t.

V súčasnosti sa takéto trosky tavia pomocou otvorených a uzavretých rudných tepelných pecí vsádzkovým procesom, ktorý zahŕňa tavenie celého vsádzaného materiálu v peci a následné odpichnutie taviacich produktov. Periodický charakter procesu je poháňaný potrebou získať syntetický rutil s minimálnym množstvom oxidov železa. Aby sa to dosiahlo, na konci procesu tavenia sa do kúpeľa pece pridáva redukčné činidlo. Táto operácia sa označuje ako úprava trosky.

Periodický proces v otvorenej peci, najmä počas fázy úpravy trosky, keď povrch roztavenej trosky nie je pokrytý pevnou vsádzkou, je sprevádzaný značnými tepelnými stratami unikajúcimi plynmi a sálaním z povrchu taveniny a stien pece.

Použitie rudných termálnych pecí s uzavretou strechou na tavenie trosky výrazne zlepšuje technické a ekonomické aspekty procesu. Je to preto, že sa zvyšuje produktivita pece, znižuje sa merná spotreba energie a znižujú sa straty koncentrátu (v dôsledku prenosu vsádzky) s odchádzajúcimi plynmi z dôvodu menšieho množstva generovaných odpadových plynov (niekoľkokrát menej). Okrem toho sa znížia tepelné straty.

Na pece na tavenie syntetického rutilu sa kladie niekoľko požiadaviek:

Pec by mala mať relatívne vysoký špecifický výkon, aby sa umožnilo rýchle zahriatie vsádzky na teplotu okolo 900-1200 stupňov bez jej výrazného roztavenia a aby sa v záverečnej fáze procesu udržal tekutý stav vysoko viskóznych trosiek;

Priemer elektródy a rýchlosť spotreby elektródy by mali byť optimalizované, aby sa zabezpečila požadovaná koncentrácia tepelnej energie.

Špecifikácie 25 MVA rudotermálnej pece

Charakteristika 25 MVA OTF:

Typ elektród – grafitové elektródy;

Priemer elektródy – 0,71 m;

Množstvo elektród – 3 ks;

Množstvo transformátorov – 3 ks;

Výkon transformátora – 8333 kVA;

Hmotnosť nabitého koncentrátu pre operáciu tavenia – 120 t;

Vrch pece – sekcionálny, vodou chladený;

Chladiace médium – cirkulujúca procesná voda;

Dva odpichové otvory pre oddelené odpichnutie syntetického rutilu a súvisiaceho kovu.

Špecifikácie procesu redukčného tavenia

Teplota odpichovej titánovej trosky – 1680 1760o C, teplota pridruženého kovu – 1470-1530o C. Hmotnosť titánovej trosky pri odpichu – max 18 t.

Technológia poskytuje:

Výkon pece – 62627 t/rok;

Extrakcia titánu z koncentrátu s recykláciou prachu na komerčné produkty (titánová troska) nie menej ako 98 %;

Výroba titánovej trosky daného zloženia;

Výroba súvisiaceho štandardného kovu.

Produkty získané tavením koncentrátu ilmenitu v rudných tepelných peciach.

V dôsledku tavenia koncentrátov ilmenitu sa získajú titánové trosky s obsahom TiO2 v rozsahu od 84 % do 90 % a obsahom FeO v rozsahu od 5 % do 7 % v závislosti od zloženia východiskových koncentrátov.

Chemické zloženie titánových trosiek získaných spracovaním rôznych koncentrátov a ich zmesí podlieha spravidla malým zmenám. Je primárne určená úplnosťou redukčných reakcií oxidov železa a stupňom opätovnej redukcie oxidu titaničitého (TiO2) na nižšie oxidy.

Technológia výroby titánovej trosky umožňuje ich komerčnú výrobu, a to ako na získanie hubovitého titánu, tak aj na získanie pigmentu oxidu titaničitého pomocou chloridových metód alebo metód kyseliny sírovej.

Rozdelenie hlavných prvkov medzi troskou a liatinou počas tavenia vsádzky možno posúdiť takto:

Prevod do trosky: titán – 98,5 %, železo – 3,5 %, kremík – 72.0 %. Časť kremíka sa odparí ako nižší oxid;

Prevod na liatinu: železo – {{0}} %, titán – 0.8-1,2 %, kremík – 10-12 %, vanád – 45-48 %.

Automatizácia procesu tavenia titánovej trosky

Cieľom automatizačného systému v príslušnom procese je riadiť a stabilizovať parametre procesu prípravy vsádzky na tavenie a zabezpečiť nepretržitú prevádzku zariadení a mechanizmov podľa vopred definovaného programu.

Všetky procesy dopravy materiálu, nakladanie a vykladanie, mletie, triedenie, dávkovanie a miešanie, briketovanie a sušenie sú mechanizované a automatizované.

Automatizácia dávkovacieho systému je navrhnutá tak, aby poskytovala racionálnu rýchlosť plnenia pecí vsádzkou daného zloženia, koordináciu a riadenie hlavných parametrov dávkovania vsádzkových materiálov, ich miešania, dopravy a prísunu do násypiek pecí.

Najvýznamnejší vplyv na účinnosť rudotermálnej pece má automatické riadenie elektrického režimu taviaceho procesu a sklzu elektródy. Príslušná automatizácia procesu pozostáva z automatického riadenia chladenia pecného transformátora, vodného chladenia vrchnej časti pece, preklzu elektród, regulácie horného tlaku a ďalších parametrov.

Automatizácia čistenia plynov je kľúčovým faktorom pre hladký priebeh technologického procesu, ktorý zabezpečuje efektívne využitie elektrickej energie a surovín.

Hľadáte hĺbkovú inžiniersku odbornosť v procese výroby titánovej trosky, aby ste ho zlepšili a získali? Naši profesionáli sú tu, aby vám pomohli.

Naplánujte si hovor

Zvláštnosti výrobného procesu titánovej trosky

Garantované ukazovatele výkonnosti navrhovanej technológie výroby titánovej trosky v rudných tepelných peciach (OTF)

Navrhovaná technológia v rudných tepelných peciach (OTF) zabezpečuje nasledovné:

Rýchlosť výroby pece- 62627 t/rok;

Extrakcia titánu z koncentrátu s recyklačným prachom do komerčných produktov (titánová troska) – nie menej ako 98 %;

Výroba titánovej trosky s požadovaným zložením – obsah TiO2 – 84-90 % a FeO – 5-7 %;

Výroba vo forme komerčného produktu, ktorý možno použiť ako na získanie hubovitého titánu, tak aj na výrobu pigmentu oxidu titaničitého pomocou chloridových metód alebo metód kyseliny sírovej;

Výroba súvisiaceho kovu;

Zabezpečenie bezpečnosti procesu výbuchu a rekuperácie druhotných energetických zdrojov.

Automatizovaný systém riadenia procesov (APCS) umožňuje:

Skrátiť čas tavenia o 3-5 % v dôsledku mechanizácie a automatizácie dávkovania a zavážania pece;

Zníženie "varu" trosky v dôsledku rovnomerného navážania po celej ploche kúpeľa pece, zlepšenie podmienok tavenia a riadenia procesu;

Prostredníctvom automatizácie procesu elektrického tavenia je možné zvýšiť priemerný hodinový príkon o 7-9 % a skrátiť čas tavenia o 6-8 %;

Zníženie mernej spotreby energie o 50-100 kW na 1 tonu titánovej trosky a zvýšenie rýchlosti výroby pece o 6-8 %.

Zhrnutie (Záver)

Titánová troska je produktom s vysokým dopytom na svetovom trhu s významným objemom výroby, ktorý sa vyznačuje stálym a dlhodobým rastovým trendom.

Ide o primárny komerčný produkt (polotovar) v technologickom reťazci na získanie pigmentu oxidu titaničitého, kovového titánu, zliatin na báze titánu a vysoko spracovaných produktov.

Získava sa z koncentrátov ilmenitu jednostupňovou metódou redukčným tavením v rudných tepelných peciach (OTF).

V závislosti od zloženia koncentrátov ilmenitu sa tavením získavajú titánové trosky s obsahom TiO2 v rozsahu od 84 % do 90 % a obsahom FeO medzi 5 % a 7 %. Tieto trosky sa považujú za komerčné produkty.