Предности једностепене периодичне технологије производње титанијумске шљаке

Тренутно се производња титанијумске шљаке са високим садржајем ТиО2 (80% и више) показала изводљивом и економски исплативом само у рудно-термалним пећима.

Једностепена производња има неколико предности у односу на друге методе добијања синтетичког рутила. Двостепена прва је тежа јер укључује редукционо печење и кисело испирање, ствара значајну количину опасног течног отпада и захтева већа финансијска улагања. Топљење синтетичког рутила једностепеном методом је перспективно због његове економске исплативости (смањење трошкова производње), могућности контроле технолошког процеса и потенцијала за добијање висококвалитетних производа.

Параметри процеса редукционог топљења у рудно-термалним пећима

Врсте пуњења за редукционо топљење у рудно-термалним пећима

За редукционо топљење концентрата илменита у рудно-термалним пећима користе се две врсте мешавине пуњења – брикетна и прашкаста.

За боље коришћење редуктора, смањење емисије прашине и смањење специфичне потрошње енергије, рад са пуњењем брикета је повољан. Међутим, потешкоће настају због згрушавања брикета и њиховог цементирања током кључања, што нарушава пропусност пуњења.

Стога је у индустријској пракси развијено и комбиновано пуњење, мешавина брикета и прашкастих пуњења. Однос између њих зависи од врсте концентрата титанијума. Садржај прашкастог пуњења варира од 30 до 50%.

Брикети се производе помоћу ваљкастих преса, користећи сулфидну течност као везиво.

Врсте рудно-термалних пећи и захтеви за њих

За топљење титанијумске шљаке у земљама бившег СССР-а (Украјина, Казахстан, Русија) користе се троелектродне рудно-термалне пећи са трансформаторима следеће снаге:

За боље коришћење редуктора, смањење емисије прашине и смањење специфичне потрошње енергије, рад са пуњењем брикета је повољан. Међутим, потешкоће настају због згрушавања брикета и њиховог цементирања током кључања, што нарушава пропусност пуњења.

Стога је у индустријској пракси развијено и комбиновано пуњење, мешавина брикета и прашкастих пуњења. Однос између њих зависи од врсте концентрата титанијума. Садржај прашкастог пуњења варира од 30 до 50%.

Брикети се производе помоћу ваљкастих преса, користећи сулфидну течност као везиво.

5 МВА са количином материјала за пуњење до 24 т;

16,5 МВА са пуњењем до 100 т;

25 МВА са пуњењем до 120 т.

Тренутно се такве шљаке топе у отвореним и затвореним рудно-термалним пећима у шаржном процесу, који подразумева топљење целокупног напуњеног материјала у пећи и накнадно испуштање производа топљења. Периодична природа процеса је вођена потребом да се добије синтетички рутил са минималним оксидима гвожђа. Да би се то постигло, редуктор се додаје у купатило пећи на крају процеса топљења. Ова операција се назива подешавање шљаке.

Периодични процес у отвореној пећи, посебно у фази прилагођавања шљаке када површина растопљене шљаке није прекривена чврстим пуњењем, праћен је значајним губицима топлоте кроз излазне гасове и зрачење са површине растопа и зидова пећи.

Употреба рудотермалних пећи затвореног крова за топљење шљаке значајно побољшава техничке и економске аспекте процеса. То је зато што се повећава продуктивност пећи, смањује специфична потрошња енергије и смањују се губици концентрата (због шаржног преноса) са излазним гасовима због мање количине генерисаних отпадних гасова (неколико пута мање). Поред тога, губици топлоте су смањени.

За пећи за топљење синтетичког рутила поставља се неколико захтева:

Пећ треба да има релативно велику специфичну снагу да омогући брзо загревање пуњења до температуре око 900-1200 степена без његовог значајног топљења и да одржи течно стање високо вискозних шљаке током завршне фазе процеса;

Пречник електроде и брзину потрошње електроде треба оптимизовати да би се обезбедила потребна концентрација топлотне енергије.

Спецификације рудно-термалне пећи од 25 МВА

Карактеристике ОТФ-а од 25 МВА:

Врста електрода – графитне електроде;

Пречник електроде – 0,71 м;

Количина електрода – 3 ком.;

Количина трансформатора – 3 ком.;

Снага трансформатора – 8333 кВА;

Тежина напуњеног концентрата за операцију топљења – 120 т;

Врх пећи – секциони, водено хлађен;

Расхладни медијум – циркулишућа процесна вода;

Два отвора за урезивање синтетичког рутила и припадајућег метала.

Спецификације процеса редукционог топљења

Температура титанијумске шљаке – 1680 1760о Ц, придруженог метала – 1470-1530о Ц. Тежина титанијумске шљаке при точењу – мак 18 т.

Технологија обезбеђује:

Стопа производње пећи – 62627 т/год;

Екстракција титанијума из концентрата са рециклажом прашине у комерцијалне производе (титанијумска шљака) не мање од 98%;

Производња титанијумске шљаке датог састава;

Производња припадајућег стандардног метала.

Производи добијени топљењем концентрата илменита у рудно-термалним пећима.

Као резултат топљења илменитних концентрата добијају се титанијумске шљаке са садржајем ТиО2 од 84% до 90% и ФеО од 5% до 7%, у зависности од састава почетних концентрата.

По правилу, хемијски састав титанијумске шљаке добијене прерадом различитих концентрата и њихових смеша подлеже мањим варијацијама. Он је првенствено одређен потпуношћу редукционих реакција оксида гвожђа и степеном поновне редукције титан диоксида (ТиО2) у ниже оксиде.

Технологија производње титанијумске шљаке омогућава њихову комерцијалну производњу, како за добијање титанијума сунђера, тако и за добијање пигмента титанијум диоксида коришћењем метода хлорида или сумпорне киселине.

Расподела главних елемената између шљаке и ливеног гвожђа током топљења шарже може се проценити на следећи начин:

Пренос у шљаку: титан – 98,5%, гвожђе – 3,5%, силицијум – 72.0%. Део силицијума испарава као нижи оксид;

Пренос на ливено гвожђе: гвожђе – {{0}}%, титанијум – 0.8-1.2%, силицијум – 10-12%, ванадијум – 45-48%.

Аутоматизација процеса топљења титанијумске шљаке

Циљ система аутоматизације у одговарајућем процесу је да контролише и стабилизује процесне параметре припреме пуњења за топљење и да обезбеди несметан рад опреме и механизама према унапред дефинисаном програму.

Сви процеси транспорта материјала, утовара и истовара, млевења, класификације, дозирања и мешања, брикетирања и сушења су механизовани и аутоматизовани.

Аутоматизација система за дозирање је дизајнирана да обезбеди рационалну брзину пуњења пећи са пуњењем датог састава, координацију и контролу главних параметара дозирања материјала за пуњење, њихово мешање, транспорт и довод у резервоаре пећи.

Најзначајнији утицај на ефикасност рудно-термалне пећи има аутоматска контрола електричног режима процеса топљења и клизања електроде. Одговарајућа аутоматизација процеса састоји се од аутоматске контроле хлађења трансформатора пећи, воденог хлађења врха пећи, клизања електрода, регулације горњег притиска и других параметара.

Аутоматизација пречишћавања гаса је кључни фактор за несметан напредак технолошког процеса, обезбеђујући ефикасно коришћење електричне енергије и сировина.

Тражите дубинско инжењерско искуство у процесу производње титанијумске шљаке да бисте га побољшали и добили? Наши професионалци су ту да вам помогну.

Закажите позив

Особености процеса производње титанијумске шљаке

Гарантовани показатељи перформанси предложене технологије производње титанијумске шљаке у рудно-термалним пећима (ОТФ)

Предложена технологија у рудно-термалним пећима (ОТФ) обезбеђује следеће:

Стопа производње пећи- 62627 т/годишње;

Екстракција титанијума из концентрата рециклажном прашином у комерцијалне производе (титанијумска шљака) – не мање од 98%;

Производња титанијумске шљаке потребног састава – садржај ТиО2 – 84-90% и ФеО – 5-7%;

Производња у облику комерцијалног производа, који се може користити и за добијање сунђерастог титанијума и за производњу пигмента титан диоксида хлоридном или сумпорном киселином;

Производња пратећег метала;

Обезбеђивање сигурности процеса од експлозије и опоравка секундарних енергетских ресурса.

Аутоматизовани систем контроле процеса (АПЦС) омогућава следеће:

Смањење времена топљења за 3-5% због механизације и аутоматизације дозирања и пуњења пећи;

Да би се смањило „кључање” шљаке због равномерног пуњења по целој површини пећи, да би се побољшали услови топљења и контрола процеса;

Кроз аутоматизацију процеса електричног топљења, могуће је повећати просечан сатни пријем снаге за 7-9% и смањити време топљења за 6-8%;

Смањење специфичне потрошње енергије за 50-100 кВ по 1 тони титанијумске шљаке и повећање стопе производње у пећи за 6-8%.

Резиме (Закључак)

Титанијумска шљака је производ високе потражње на глобалном тржишту са значајним обимом производње који карактерише доследан и дугорочни тренд раста.

То је примарни комерцијални производ (полупроизвод) у технолошком ланцу за добијање титанијум диоксидног пигмента, металног титанијума, легура на бази титанијума и високо прерађених производа.

Добија се из концентрата илменита једностепеном методом путем редукционог топљења у рудно-термалним пећима (ОТФс).

У зависности од састава концентрата илменита, процесом топљења добијају се титанијумске шљаке са садржајем ТиО2 од 84% до 90% и ФеО од 5% до 7%. Ове шљаке се сматрају комерцијалним производима.