Avantajele tehnologiei periodice de producere a zgurii de titan într-o etapă

În prezent, producția de zgură de titan cu conținut ridicat de TiO2 (80% și mai mult) s-a dovedit a fi fezabilă și viabilă din punct de vedere economic doar în cuptoarele termice cu minereu.

Producția într-o singură etapă are mai multe avantaje față de alte metode de obținere a rutilului sintetic. Prima etapă în două etape este mai dificilă, deoarece implică prăjirea redusă și leșierea acidă, generează o cantitate semnificativă de deșeuri lichide periculoase și necesită investiții financiare mai mari. Topirea rutilului sintetic folosind o metodă într-o singură etapă este promițătoare datorită viabilității sale economice (reducerea costurilor de producție), a posibilității de a controla procesul tehnologic și a potențialului de a obține produse de înaltă calitate.

Parametrii procesului de topire prin reducere în cuptoare termice minereu

Tipuri de taxe pentru topirea de reducere în cuptoare de minereu termic

Pentru o topire de reducere a concentratului de ilmenit în cuptoarele termice de minereu, se folosesc două tipuri de amestec de încărcare – brichetă și pulbere.

Pentru o mai bună utilizare a reductorului, emisii reduse de praf și consum redus de energie specifică, lucrul cu încărcătură de brichetă este avantajos. Cu toate acestea, apar dificultăți din cauza aglomerarii brichetelor și a cimentării lor prin topitura la fierbere, care perturbă permeabilitatea încărcăturii.

Prin urmare, în practica industrială a fost dezvoltată și o încărcătură combinată, un amestec de brichete și încărcături sub formă de pulbere. Raportul dintre ele depinde de tipul de concentrat de titan. Conținutul de încărcătură sub formă de pulbere variază de la 30 la 50%.

Brichetele sunt fabricate folosind prese cu role, utilizând lichid sulfurat ca liant.

Tipuri de cuptoare termice cu minereu și cerințe pentru acestea

Pentru topirea zgurii de titan, în țările fostei URSS (Ucraina, Kazahstan, Rusia) se folosesc cuptoare termice cu trei electrozi cu transformatoare de următoarea putere:

Pentru o mai bună utilizare a reductorului, emisii reduse de praf și consum redus de energie specifică, lucrul cu încărcătură de brichetă este avantajos. Cu toate acestea, apar dificultăți din cauza aglomerarii brichetelor și a cimentării lor prin topitura la fierbere, care perturbă permeabilitatea încărcăturii.

Prin urmare, în practica industrială a fost dezvoltată și o încărcătură combinată, un amestec de brichete și încărcături sub formă de pulbere. Raportul dintre ele depinde de tipul de concentrat de titan. Conținutul de încărcătură sub formă de pulbere variază de la 30 la 50%.

Brichetele sunt fabricate folosind prese cu role, utilizând lichid sulfurat ca liant.

5 MVA cu cantitate de material de încărcare până la 24 t;

16,5 MVA cu încărcare până la 100 t;

25 MVA cu încărcare de până la 120 t.

În prezent, astfel de zguri sunt topite utilizând cuptoare termice de minereu deschise și închise într-un proces discontinuu, care implică topirea întregului material încărcat în cuptor și exploatarea ulterioară a produselor de topire. Natura periodică a procesului este determinată de necesitatea de a obține rutil sintetic cu oxizi de fier minim. Pentru a realiza acest lucru, se adaugă un reductor în baia cuptorului la sfârșitul procesului de topire. Această operație se numește reglarea zgurii.

Procesul periodic într-un cuptor deschis, în special în timpul fazei de reglare a zgurii, când suprafața zgurii topite nu este acoperită de sarcină solidă, este însoțită de pierderi semnificative de căldură prin evacuarea gazelor și radiații de la suprafața topiturii și a pereților cuptorului.

Utilizarea cuptoarelor termice pentru minereu cu acoperiș închis pentru topirea zgurii îmbunătățește semnificativ aspectele tehnice și economice ale procesului. Se datorează faptului că productivitatea cuptorului crește, consumul specific de energie scade și pierderile de concentrat (datorită transferului de lot) cu gazele de ieșire sunt reduse din cauza unei cantități mai mici de gaze reziduale generate (de câteva ori mai puțin). În plus, pierderile de căldură sunt reduse.

Pentru cuptoarele de topire a rutilului sintetic sunt impuse mai multe cerințe:

Cuptorul ar trebui să aibă o putere specifică relativ mare pentru a permite încălzirea rapidă a încărcăturii la o temperatură de aproximativ 900-1200 grade, fără a se topi semnificativ și pentru a menține o stare de curgere lichidă a zgurii foarte vâscoase în timpul etapei finale a procesului;

Diametrul electrodului și rata consumului electrodului trebuie optimizate pentru a asigura concentrația necesară de energie termică.

Specificațiile unui cuptor cu minereu termic de 25 MVA

Caracteristicile unui OTF de 25 MVA:

Tip de electrozi – electrozi de grafit;

Diametrul electrodului – 0,71 m;

Cantitatea de electrozi – 3 buc.;

Cantitatea transformatoare – 3 buc.;

Putere transformator – 8333 kVA;

Greutatea concentratului încărcat pentru o operație de topire – 120 t;

Blat cuptor – secțional, răcit cu apă;

Mediu de răcire – apa de proces în circulație;

Două găuri pentru robinet separat de rutil sintetic și metal asociat.

Specificațiile unui proces de topire prin reducere

Temperatura zgurii de titan la atingere – 1680 1760o C, cea a metalului asociat – 1470-1530o C. Greutatea zgurii de titan în timpul tasării – max 18 t.

Tehnologia oferă:

Rata de producție a cuptorului – 62627 t/an;

Extracția titanului din concentrat cu reciclarea prafului în produse comerciale (zgură de titan) nu mai puțin de 98%;

Producția de zgură de titan cu o compoziție dată;

Producerea metalului standard asociat.

Produse obținute din topirea concentratului de ilmenit în cuptoare mineralo-termice.

Ca urmare a topirii concentratelor de ilmenit, se obțin zguri de titan cu conținut de TiO2 cuprins între 84% și 90% și conținut de FeO cuprins între 5% și 7%, în funcție de compoziția concentratelor inițiale.

De regulă, compoziția chimică a zgurii de titan obținute din prelucrarea diferitelor concentrate și amestecurile acestora suferă variații minore. Este determinată în primul rând de caracterul complet al reacțiilor de reducere a oxizilor de fier și de gradul de re-reducere a dioxidului de titan (TiO2) la oxizi inferiori.

Tehnologia de producere a zgurii de titan face posibilă producerea lor comercială, atât pentru obținerea de titan burete, cât și pentru a avea pigment de dioxid de titan prin metode cu clorură sau acid sulfuric.

Distribuția elementelor majore între zgură și fontă în timpul topirii cu sarcină poate fi evaluată după cum urmează:

Transfer pe zgură: titan – 98,5%, fier – 3,5%, siliciu – 72,0%. O parte din siliciu se evaporă ca un oxid inferior;

Transferați în fontă: fier – {{0}}%, titan – 0,8-1,2%, siliciu – 10-12%, vanadiu – 45-48%.

Automatizarea procesului de topire a zgurii de titan

Obiectivul unui sistem de automatizare în procesul corespunzător este de a controla și stabiliza parametrii de proces ai pregătirii încărcăturii pentru topire și de a asigura funcționarea neîntreruptă a echipamentelor și mecanismelor conform unui program predefinit.

Toate procesele de transport de materiale, încărcare și descărcare, măcinare, clasificare, dozare și amestecare, brichetare și uscare sunt mecanizate și automatizate.

Automatizarea sistemului de dozare este concepută pentru a asigura o rată rațională de încărcare a cuptoarelor cu o încărcare de o anumită compoziție, coordonare și control al parametrilor principali de dozare a materialelor de încărcare, amestecarea, transportul și alimentarea acestora către buncărele cuptorului.

Cea mai semnificativă influență asupra eficienței cuptorului de minereu-termic este controlul automat al modului electric al procesului de topire și alunecarea electrodului. Automatizarea procesului corespunzătoare constă în controlul automat al răcirii transformatorului cuptorului, răcirea cu apă a capacului cuptorului, alunecarea electrozilor, reglarea presiunii superioare și alți parametri.

Automatizarea curățării gazelor este un factor crucial pentru desfășurarea lină a procesului tehnologic, asigurând o utilizare eficientă a energiei electrice și a materiilor prime.

Căutați o experiență aprofundată în inginerie în procesul de producție a zgurii de titan pentru a-l îmbunătăți și a câștiga? Profesioniștii noștri sunt aici pentru a vă ajuta.

Programați un apel

Particularitățile procesului de producere a zgurii de titan

Indicatori de performanță garantați ai tehnologiei propuse de producere a zgurii de titan în cuptoare termice minerale (OTF)

Tehnologia propusă în cuptoarele termice cu minereu (OTF) prevede următoarele:

Rata de producție a cuptorului- 62627 t/an;

Extracția titanului din concentrat cu praf de reciclare în produse comerciale (zgură de titan) – nu mai puțin de 98%;

Producerea zgurii de titan cu o compoziție necesară – conținut de TiO2 – 84-90% și FeO – 5-7%;

Producerea sub formă de produs comercial, care poate fi utilizat atât pentru obținerea buretelui de titan, cât și pentru producerea pigmentului de dioxid de titan prin metode cu clorură sau acid sulfuric;

Producția de metal asociat;

Asigurarea siguranței la explozie a procesului și valorificarea resurselor energetice secundare.

Un sistem automat de control al proceselor (APCS) permite următoarele:

Pentru a reduce timpul de topire cu 3-5% datorită mecanizării și automatizării dozării și încărcării cuptorului;

Pentru a reduce „fierberea” zgurii datorită încărcării uniforme pe întreaga zonă a băii a cuptorului, pentru a îmbunătăți condițiile de topire și controlul procesului;

Prin automatizarea procesului de topire electrică, este posibil să se mărească puterea medie orară de captare cu 7-9% și să se reducă timpul de topire cu 6-8%;

Pentru a reduce rata specifică de consum de energie cu 50-100 kW per 1 tonă de zgură de titan și pentru a crește rata de producție a cuptorului cu 6-8%.

Rezumat (Concluzie)

Zgura de titan este un produs cu cerere mare pe piața globală, cu un volum de producție semnificativ caracterizat printr-o tendință de creștere consistentă și pe termen lung.

Este un produs comercial primar (produs semifabricat) în lanțul tehnologic pentru obținerea pigmentului de dioxid de titan, titan metalic, aliaje pe bază de titan și produse înalt procesate.

Se obține din concentrate de ilmenit într-o metodă într-o singură etapă prin topire prin reducere în cuptoare minerale-termice (OTF).

În funcție de compoziția concentratelor de ilmenit, datorită procesului de topire se obțin zguri de titan cu conținut de TiO2 cuprins între 84% și 90% și conținut de FeO între 5% și 7%. Aceste zguri sunt considerate produse comerciale.