Yksivaiheisen jaksollisen titaanikuonan tuotantoteknologian edut

Tällä hetkellä korkean TiO2-pitoisuuden (80 % ja enemmän) titaanikuonan tuotanto on osoittautunut käyttökelpoiseksi ja taloudellisesti kannattavaksi vain malmilämpöuuneissa.

Yksivaiheisella tuotannolla on useita etuja muihin synteettisen rutiilin valmistusmenetelmiin verrattuna. Kaksivaiheinen on vaikeampi, koska siihen liittyy vähäistä pasutusta ja happoliuotusta, syntyy huomattava määrä vaarallista nestemäistä jätettä ja vaatii suurempia taloudellisia investointeja. Synteettisen rutiilin sulattaminen yksivaiheisella menetelmällä on lupaavaa sen taloudellisen kannattavuuden (tuotantokustannusten alenemisen), teknologisen prosessin hallinnan ja korkealaatuisten tuotteiden mahdollisuuksien vuoksi.

Prosessi Pelkistyssulatuksen parametrit malmitermisissä uuneissa

Panostyypit pelkistyssulatukseen malmilämpöuuneissa

Ilmeniittirikasteen pelkistyssulatukseen malmitermisissä uuneissa käytetään kahta tyyppistä panosseosta – brikettiä ja jauhettua.

Pelkistimen paremman käytön, pölypäästöjen ja energian ominaiskulutuksen pienentämiseksi on edullista työskennellä brikettipanoksella. Vaikeuksia syntyy kuitenkin brikettien paakkuuntumisesta ja niiden sementoinnista kiehuvan sulan vaikutuksesta, mikä häiritsee panoksen läpäisevyyttä.

Siksi teollisessa käytännössä on kehitetty myös yhdistelmäpanos, brikettien ja jauhemaisten panosten seos. Niiden välinen suhde riippuu titaanitiivisteen tyypistä. Jauhepanoksen pitoisuus vaihtelee 30 - 50 %.

Briketit valmistetaan telapuristimilla, joissa käytetään sideaineena sulfidilipeää.

Malmilämpöuunien tyypit ja niitä koskevat vaatimukset

Entisen Neuvostoliiton maissa (Ukraina, Kazakstan, Venäjä) käytetään titaanikuonan sulattamiseen kolmielektrodisia malmilämpöuuneja, joissa on seuraavan tehon muuntajat:

Pelkistimen paremman käytön, pölypäästöjen ja energian ominaiskulutuksen pienentämiseksi on edullista työskennellä brikettipanoksella. Vaikeuksia syntyy kuitenkin brikettien paakkuuntumisesta ja niiden sementoinnista kiehuvan sulan vaikutuksesta, mikä häiritsee panoksen läpäisevyyttä.

Siksi teollisessa käytännössä on kehitetty myös yhdistelmäpanos, brikettien ja jauhemaisten panosten seos. Niiden välinen suhde riippuu titaanitiivisteen tyypistä. Jauhepanoksen pitoisuus vaihtelee 30 - 50 %.

Briketit valmistetaan telapuristimilla, joissa käytetään sideaineena sulfidilipeää.

5 MVA latausmateriaalilla enintään 24 t;

16,5 MVA latauksella 100 t asti;

25 MVA latauksella 120 t asti.

Tällä hetkellä tällaiset kuonat sulatetaan avoimissa ja suljetuissa malmilämpösuuneissa panosprosessissa, jossa sulatetaan koko panostettu materiaali uunissa ja sen jälkeen lasketaan sulatustuotteet. Prosessin jaksollinen luonne johtuu tarpeesta saada synteettistä rutiilia, jossa on mahdollisimman vähän rautaoksideja. Tämän saavuttamiseksi uunikylpyyn lisätään pelkistysainetta sulatusprosessin lopussa. Tätä toimenpidettä kutsutaan kuonasäädöksi.

Jaksottaiseen prosessiin avouunissa, erityisesti kuonansäätövaiheessa, jolloin sulan kuonan pintaa ei peitä kiinteä panos, liittyy merkittäviä lämpöhäviöitä sulatteen pinnasta ja uunin seinistä poistuvien kaasujen ja säteilyn kautta.

Suljettujen kattoisten malmilämpöuunien käyttö kuonan sulattamiseen parantaa merkittävästi prosessin teknisiä ja taloudellisia puolia. Tämä johtuu siitä, että uunin tuottavuus kasvaa, energian ominaiskulutus pienenee ja rikasteen häviöt (erän siirrosta johtuvat) poistuvien kaasujen kanssa vähenevät, koska syntyviä poistokaasuja on vähemmän (useita kertoja vähemmän). Lisäksi lämpöhäviöt vähenevät.

Synteettisille rutiilisulatusuuneille asetetaan useita vaatimuksia:

Uunin ominaistehon tulisi olla suhteellisen korkea, jotta panos voidaan nopeasti kuumentaa noin 900-1200 asteen lämpötilaan ilman sen merkittävää sulamista ja säilyttää erittäin viskoosien kuonan nestevirtaustila prosessin viimeisessä vaiheessa;

Elektrodin halkaisija ja elektrodin kulutus on optimoitava, jotta varmistetaan tarvittava lämpöenergian pitoisuus.

25 MVA malmilämpöuunin tekniset tiedot

25 MVA OTF:n ominaisuudet:

Elektrodien tyyppi – grafiittielektrodit;

Elektrodin halkaisija – 0,71 m;

Elektrodien määrä – 3 kpl;

Muuntajien määrä – 3 kpl;

Muuntajan teho – 8333 kVA;

Varastetun rikasteen paino sulatukseen – 120 t;

Uunin yläosa – poikkileikkaus, vesijäähdytteinen;

Jäähdytysaine – kiertävä prosessivesi;

Kaksi kierrereikää synteettisen rutiilin ja siihen liittyvän metallin erilliseen kierteitykseen.

Pelkistyssulatusprosessin tekniset tiedot

Kierteitetyn titaanikuonan lämpötila – 1680 1760o C, vastaavan metallin lämpötila – 1470-1530o C. Titaanikuonan paino kierteityksen aikana – max 18 t.

Tekniikka tarjoaa:

Uunin tuotantoaste – 62627 t/vuosi;

Titaanin uuttaminen rikasteesta pölyn kierrätyksellä kaupallisiksi tuotteiksi (titaanikuona) vähintään 98 %;

Tietyn koostumuksen omaavan titaanikuonan tuotanto;

Siihen liittyvän standardimetallin tuotanto.

Tuotteet, jotka saadaan sulattamalla ilmeniittirikastetta malmilämpöuuneissa.

Ilmeniittirikasteiden sulatuksen tuloksena saadaan alkurikasteiden koostumuksesta riippuen titaanikuonaa, jonka TiO2-pitoisuus on 84-90 % ja FeO-pitoisuus 5-7 %.

Erilaisten rikasteiden ja niiden seosten käsittelystä saatujen titaanikuonien kemiallinen koostumus vaihtelee pääsääntöisesti vähän. Sen määrää ensisijaisesti rautaoksidien pelkistysreaktioiden täydellisyys ja titaanidioksidin (TiO2) uudelleenpelkistysaste alemmiksi oksideiksi.

Titaanikuonan valmistustekniikka mahdollistaa niiden kaupallisen valmistuksen sekä sienititaanin saamiseksi että titaanidioksidipigmentin saamiseksi kloridi- tai rikkihappomenetelmillä.

Pääelementtien jakautuminen kuonan ja valuraudan välillä panossulatuksen aikana voidaan arvioida seuraavasti:

Siirto kuonaksi: titaani – 98,5 %, rauta – 3,5 %, pii – 72.0%. Osa piistä haihtuu alempana oksidina;

Siirto valuraudaan: rauta – {{0}}%, titaani - 0.8-1,2%, pii - 10-12%, vanadiini - 45-48%.

Titaanikuonan sulatusprosessin automatisointi

Automaatiojärjestelmän tavoitteena vastaavassa prosessissa on ohjata ja stabiloida panoksen valmistelun prosessiparametreja sulatusta varten sekä varmistaa laitteiden ja mekanismien keskeytymätön toiminta ennalta määrätyn ohjelman mukaisesti.

Kaikki materiaalin kuljetus-, lastaus- ja purku-, jauhamis-, luokittelu-, annostelu- ja sekoitus-, briketointi- ja kuivausprosessit ovat koneellisia ja automatisoituja.

Annostelujärjestelmän automatisointi on suunniteltu tarjoamaan rationaalinen uunien latausnopeus tietyn koostumuksen omaavalla panoksella, koordinointi ja latausmateriaalien annostelun, niiden sekoittamisen, kuljetuksen ja uunin suppiloille syöttämisen pääparametrien hallinta.

Merkittävin vaikutus malmilämpöuunien tehokkuuteen on sulatusprosessin sähköisen tilan automaattinen säätö ja elektrodien luistaminen. Vastaava prosessiautomaatio koostuu uunin muuntajan jäähdytyksen automaattisesta ohjauksesta, uunin yläosan vesijäähdytyksestä, elektrodien luistamisesta, yläpaineen säätelystä ja muista parametreista.

Kaasunpuhdistusautomaatio on ratkaiseva tekijä teknologisen prosessin sujuvalle etenemiselle, mikä varmistaa sähköenergian ja raaka-aineiden tehokkaan käytön.

Etsitkö syvällistä teknistä asiantuntemusta titaanikuonan tuotantoprosessista sen parantamiseksi ja hyödyn saamiseksi? Asiantuntijamme ovat valmiina auttamaan sinua.

Sovi soittoaika

Titaanikuonan valmistusprosessin erityispiirteet

Taatut suorituskykyindikaattorit ehdotetulle titaanikuonan tuotantotekniikalle malmilämpöuuneissa (OTF)

Ehdotettu tekniikka malmilämpöuuneissa (OTF) sisältää seuraavat:

Uunin tuotantonopeus - 62627 t/vuosi;

Titaanin uuttaminen rikasteesta kierrättämällä pölyä kaupallisiin tuotteisiin (titaanikuona) – vähintään 98 %;

Valmistetaan titaanikuonaa, jonka koostumus on vaadittu – TiO2-pitoisuus – 84-90% ja FeO – 5-7%;

Tuotanto kaupallisen tuotteen muodossa, jota voidaan käyttää sekä sienititaanin saamiseksi että titaanidioksidipigmentin valmistukseen kloridi- tai rikkihappomenetelmillä;

Metallien tuotanto;

Prosessin räjähdysturvallisuuden ja sekundääristen energiavarojen talteenoton varmistaminen.

Automatisoitu prosessinohjausjärjestelmä (APCS) mahdollistaa seuraavat:

Lyhentämään sulatusaikaa 3-5 % annostelun ja uunilatauksen mekanisoinnin ja automatisoinnin ansiosta;

Vähentää kuonan "kiehumista" tasaisesta panostuksesta uunin koko kylpyalueella, parantaa sulatusolosuhteita ja prosessin ohjausta;

Sähköisen sulatusprosessin automatisoinnin avulla on mahdollista lisätä keskimääräistä tunnin tehonottoa 7-9% ja lyhentää sulatusaikaa 6-8%;

Vähentää ominaistehoa 50-100 kW / 1 tonni titaanikuonaa ja lisätä uunin tuotantonopeutta 6-8%.

Yhteenveto (päätelmä)

Titaanikuona on korkean kysynnän tuote maailmanlaajuisilla markkinoilla, jolla on merkittävä tuotantovolyymi, jolle on tunnusomaista johdonmukainen ja pitkäaikainen kasvutrendi.

Se on ensisijainen kaupallinen tuote (puolivalmiste) titaanidioksidipigmentin, metallisen titaanin, titaanipohjaisten seosten ja pitkälle jalostettujen tuotteiden valmistusketjussa.

Sitä saadaan ilmeniittirikasteista yksivaiheisella menetelmällä pelkistyssulatuksella malmilämpöuuneissa (OTF).

Ilmeniittirikasteiden koostumuksesta riippuen sulatusprosessin ansiosta saadaan titaanikuonaa, jonka TiO2-pitoisuus on 84-90 % ja FeO-pitoisuus 5-7 %. Näitä kuonaa pidetään kaupallisina tuotteina.