Fordele ved en-trins periodisk titanslaggproduktionsteknologi

I øjeblikket har produktion af titaniumslagge med højt TiO2-indhold (80% og mere) kun vist sig at være gennemførlig og økonomisk rentabel i malm-termiske ovne.

Enkelttrinsproduktion har flere fordele i forhold til andre metoder til at opnå syntetisk rutil. To-trins et er vanskeligere, da det involverer reduktion af ristning og syreudvaskning, genererer en betydelig mængde farligt flydende affald og kræver større økonomiske investeringer. At smelte syntetisk rutil ved hjælp af en enkelttrinsmetode er lovende på grund af dets økonomiske levedygtighed (reducere produktionsomkostninger), muligheden for at kontrollere den teknologiske proces og potentialet for at opnå produkter af høj kvalitet.

Procesparametre for reduktionssmeltning i malm-termiske ovne

Typer af afgift for reduktionssmeltning i malm-termiske ovne

Til en reduktionssmeltning af ilmenitkoncentrat i malm-termiske ovne anvendes to typer ladningsblandinger - briket og pulveriseret.

For bedre udnyttelse af reduktionsmidlet, reducerede støvemissioner og reduceret specifikt energiforbrug er det fordelagtigt at arbejde med en briketladning. Imidlertid opstår vanskeligheder på grund af briketternes sammenklumpning og cementering af den kogende smelte, hvilket forstyrrer ladningens permeabilitet.

Derfor er der også udviklet en kombineret ladning i industriel praksis, en blanding af briketter og pulverladninger. Forholdet mellem dem afhænger af typen af ​​titaniumkoncentrat. Indholdet af pulveriseret ladning varierer fra 30 til 50%.

Briketter fremstilles ved hjælp af rullepresser, der anvender sulfidlud som bindemiddel.

Typer af malm-termiske ovne og krav til dem

Til smeltning af titaniumslagger bruges tre-elektrode malm-termiske ovne med transformere af følgende effekt i landene i det tidligere USSR (Ukraine, Kasakhstan, Rusland):

For bedre udnyttelse af reduktionsmidlet, reducerede støvemissioner og reduceret specifikt energiforbrug er det fordelagtigt at arbejde med en briketladning. Imidlertid opstår vanskeligheder på grund af briketternes sammenklumpning og cementering af den kogende smelte, hvilket forstyrrer ladningens permeabilitet.

Derfor er der også udviklet en kombineret ladning i industriel praksis, en blanding af briketter og pulverladninger. Forholdet mellem dem afhænger af typen af ​​titaniumkoncentrat. Indholdet af pulveriseret ladning varierer fra 30 til 50%.

Briketter fremstilles ved hjælp af rullepresser, der anvender sulfidlud som bindemiddel.

5 MVA med ladematerialemængde op 24 t;

16,5 MVA med opladning op til 100 t;

25 MVA med opladning op til 120 t.

I øjeblikket smeltes sådanne slagger ved hjælp af åbne og lukkede malm-termiske ovne i en batch-proces, som involverer smeltning af hele det ladede materiale i ovnen og efterfølgende tapning af smelteprodukter. Processens periodiske karakter er drevet af behovet for at opnå syntetisk rutil med minimale jernoxider. For at opnå dette tilsættes et reduktionsmiddel til ovnbadet ved afslutningen af ​​smelteprocessen. Denne operation kaldes slaggejustering.

Den periodiske proces i en åben ovn, især under slaggejusteringsfasen, når den smeltede slaggeoverflade ikke er dækket af fast ladning, er ledsaget af betydelige varmetab gennem undslippende gasser og stråling fra smeltens overflade og ovnvæggene.

Brugen af ​​malm-termiske ovne med lukket tag til smeltning af slagger forbedrer de tekniske og økonomiske aspekter af processen markant. Det skyldes, at ovnens produktivitet stiger, det specifikke energiforbrug falder, og tabet af koncentrat (på grund af batchoverførsel) med udgående gasser reduceres på grund af en lavere mængde af genererede afgangsgasser (adskillige gange mindre). Derudover reduceres varmetabet.

Der stilles flere krav til syntetiske rutil-smelteovne:

Ovnen bør have en relativt høj specifik effekt for at muliggøre hurtig opvarmning af ladningen til en temperatur omkring 900-1200 grad uden dens væsentlige smeltning og for at opretholde en væskestrømstilstand af meget viskøse slagger under det sidste trin af processen;

Elektrodediameteren og hastigheden af ​​elektrodeforbrug bør optimeres for at sikre den nødvendige koncentration af termisk energi.

Specifikationer for en 25 MVA malm-termisk ovn

Karakteristika for en 25 MVA OTF:

Type af elektroder - grafitelektroder;

Elektrodediameter – 0,71 m;

Antal elektroder – 3 stk.;

Antal transformere – 3 stk.;

Transformereffekt – 8333 kVA;

Vægt af ladet koncentrat til en smelteoperation – 120 t;

Ovntop – tværsnit, vandkølet;

Kølemedium – cirkulerende procesvand;

To hanehuller til separat tapning af syntetisk rutil og tilhørende metal.

Specifikationer for en reduktionssmelteproces

Tappet titanslaggetemperatur – 1680 1760o C, det tilhørende metals – 1470-1530o C. Titanslaggevægt under tapning – max 18 t.

Teknologien giver:

Ovnproduktionshastighed – 62627 t/år;

Titanium ekstraktion fra koncentratet med støvgenanvendelse til kommercielle produkter (titanium slagge) ikke mindre end 98%;

Produktion af titaniumslagge af en given sammensætning;

Fremstilling af det tilhørende standardmetal.

Produkter opnået ved smeltning af ilmenitkoncentrat i malm-termiske ovne.

Som et resultat af smeltning af ilmenitkoncentrater opnås titaniumslagger med TiO2-indhold i området fra 84% til 90% og FeO-indhold i området fra 5% til 7%, afhængigt af sammensætningen af ​​de oprindelige koncentrater.

Som regel undergår den kemiske sammensætning af titaniumslagger opnået ved forarbejdning af forskellige koncentrater og deres blandinger mindre variationer. Det bestemmes primært af fuldstændigheden af ​​reduktionsreaktionerne af jernoxider og graden af ​​re-reduktion af titaniumdioxid (TiO2) til lavere oxider.

Titanium slaggeproduktionsteknologi gør det muligt at fremstille dem kommercielt, både til opnåelse af svampet titanium og for at have titaniumdioxidpigment ved hjælp af chlorid- eller svovlsyremetoder.

Fordeling af hovedelementer mellem slagge og støbejern under ladningssmeltning kan vurderes som følger:

Overførsel til slagge: titanium – 98,5 %, jern – 3,5 %, silicium – 72,0%. En del af siliciumet fordamper som et lavere oxid;

Overfør til støbejern: jern – {{0}}%, titanium – 0.8-1,2%, silicium – 10-12%, vanadium – 45-48%.

Automatisering af smeltning af titanium slagger

Formålet med et automatiseringssystem i den tilsvarende proces er at kontrollere og stabilisere procesparametre for ladningsforberedelsen til smeltning og at sikre uafbrudt drift af udstyr og mekanismer i henhold til et foruddefineret program.

Alle processer med materialetransport, lastning og losning, formaling, klassificering, dosering og blanding, brikettering og tørring er mekaniserede og automatiserede.

Automatisering af doseringssystemet er designet til at give en rationel ladningshastighed for ovne med en ladning af en given sammensætning, koordinering og kontrol af hovedparametrene for dosering af ladningsmaterialer, deres blanding, transport og tilførsel til ovntragte.

Den mest betydelige indflydelse på den malm-termiske ovns effektivitet er den automatiske kontrol af den elektriske tilstand af smelteprocessen og elektrodeglidning. Den tilsvarende procesautomatisering består af automatisk styring af ovntransformatorens køling, vandkøling af ovntoppen, elektroder, der glider, regulering af toptrykket og andre parametre.

Gasrensningsautomatisering er en afgørende faktor for den gnidningsløse udvikling af den teknologiske proces, der sikrer en effektiv udnyttelse af elektrisk energi og råmaterialer.

Leder du efter dybdegående ingeniørekspertise i produktionsprocessen for titanslagge for at forbedre den og få den? Vores fagfolk er her for at hjælpe dig.

Planlæg et opkald

Særlige kendetegn ved produktionsprocessen for titanslagge

Garanteret ydeevneindikatorer for den foreslåede teknologi til titanium slaggeproduktion i malm-termiske ovne (OTF)

Den foreslåede teknologi i malm-termiske ovne (OTF'er) giver mulighed for følgende:

Ovnsproduktionshastighed- 62627 t/år;

Udvinding af titanium fra koncentratet med genbrugsstøv til kommercielle produkter (titaniumslagge) – ikke mindre end 98%;

Fremstilling af titaniumslagge med en påkrævet sammensætning – TiO2-indhold – 84-90% og FeO – 5-7%;

Produktion i form af et kommercielt produkt, som både kan anvendes til fremstilling af svampet titanium og til fremstilling af titandioxidpigment ved anvendelse af chlorid- eller svovlsyremetoder;

Fremstilling af tilhørende metal;

Sikring af proceseksplosionssikkerhed og genvinding af sekundære energiressourcer.

Et automatiseret proceskontrolsystem (APCS) giver mulighed for følgende:

For at reducere smeltetiden med 3-5 % på grund af mekanisering og automatisering af dosering og ovnladning;

For at reducere slaggen "kogning" på grund af ensartet opladning over hele badeområdet i ovnen, for at forbedre smelteforhold og proceskontrol;

Gennem automatisering af den elektriske smelteproces er det muligt at øge den gennemsnitlige timeeffekt med 7-9 % og reducere smeltetiden med 6-8 %;

At reducere den specifikke strømforbrugshastighed med 50-100 kW pr. 1 ton titaniumslagge og øge ovnens produktionshastighed med 6-8%.

Resumé (konklusion)

Titanslagge er et efterspurgt produkt på det globale marked med en betydelig produktionsvolumen kendetegnet ved en konsekvent og langsigtet væksttendens.

Det er et primært kommercielt produkt (halvfabrikata) i den teknologiske kæde til opnåelse af titandioxidpigment, metallisk titanium, titaniumbaserede legeringer og højt forarbejdede produkter.

Det opnås fra ilmenitkoncentrater i en enkelttrinsmetode gennem reduktionssmeltning i malm-termiske ovne (OTF'er).

Afhængigt af sammensætningen af ​​ilmenitkoncentrater opnås titaniumslagger med TiO2-indhold i området fra 84% til 90% og FeO-indhold mellem 5% og 7% på grund af smelteprocessen. Disse slagger betragtes som kommercielle produkter.