загрузка...

трусы женские
загрузка...
Реферати » Реферати по металургії » Металургія титану

Металургія титану

РЕФЕРАТ

Металургія титану

викладач

студент Д.В.Котов

титановмістних мінерали.
Титан є одним з найбільш поширених хімічних елементів як за змістом його в земній корі, так і по наявності мінералів цього металу в дуже багатьох гірських породах.

Відомо більше 80 мінералів, які за сумарним вмістом титану складають досить велику частку в земній корі. Найважливіші мінерали титану в основному входять до складу п'яти характерних груп - рутилу, ільменіту, перовскита, ніоботанталотітанатов і сфена, з яких найбільше значення мають групи рутилу і ільменіту.

Титанові мінерали - ільменіт, рутил, сфен - зустрічаються в розсіяному стані майже у всіх типах порід - магматичних і їх ефузивних породах, в породах метаморфічного комплексу (гнейси, амфіболіти, слюди), а також в осадових породах , особливо в глинах, бокситах, пісках і пісковиках.
Переважна кількість відомих мінералів титану утворилося у зв'язку з магматогенних процесами, в результаті яких формуються мінерали цього металу в з'єднанні з киснем і залізом і меншою мірою - з кальцієм і кремнієм.

Родовища і руди титану.
Різні за величиною і генетичному типу родовища титану поширені в багатьох районах земної кулі. Незважаючи на велику різноманітність цих родовищ, промислові запаси титану представлені головним чином ільменітом і рутилом - основними мінералами, з яких у великому промисловому масштабі виробляють титан, його пігментний діоксид та інші хімічні сполуки.
Родовища титану магматичного виду, як правило, приурочені до масивів основних порід нормального і лужного ряду докембрийского і рідше ніжнепалеозойськимі віку. Зазначені родовища формуються на значних глибинах, де при вмісті в базальтової магмі хоча б 1% діоксиду титану в процесі повільної її кристалізації можливе утворення дільниць, значно збагаченим цим діоксидом і що становлять родовища титанових руд.
Багаті і великі родовища цього типу зустрічаються в глибоко еродованих поясах.
Родовища титану екзогенного типу приурочені до масивів, схильним глибокому хімічному вивітрюванню древніх метаморфогенних комплексів, що містять стійкі сполуки титану. У процесі формування таких родовищ спочатку створюються залишкові елювіально-делювіальні родовища не збагачення стійкими мінералами титану породи, а потім при розмиванні гірських цих кор вивітрювання формуються багаті розсипи титанових мінералів. В структурно-геологічному відношенні для пошуків багатих і великих родовищ титану сприятливими є сучасні або стародавні освіти прибережних морських рівнин.
Метаморфогенні родовища титану часто приурочені до тітанорудним районам з наявністю в них магматогенних і екзогенних родовищ.

Переробка рудної сировини.

Промислові способи отримання титану і його основних сполук базуються на використанні як вихідної сировини титанових концентратів, що містять не менше 92-94% TiO2 в рутилових концентратах, 52-
65% TiO2 в ільменітових концентратах з розсипів і 42-47% TiO2 в ільменітових концентратах з корінних родовищ.
У Росії ільменітові концентрати використовуються головним чином як сировини для випуску діоксиду титану і металу, а також виплавки феросплавів і карбідів, а рутилові - для виробництва обмазки зварювальних електродів.

Близько 50% світового виробництва титанових концентратів базується на переробці руд розсипних родовищ і 50% - на переробці руд корінних родовищ.
Збагачення руд всіх розсипних і більшої частини руд корінних родовищ здійснюються з використанням на початку процесу найбільш простого і дешевого гравітаційного способу. При збагаченні складних корінних руд іноді використовують флотацію, що, зокрема, відноситься до переробки руд родовища тітаномагнетіков Телнес в Норвегії.

Процес нефлотаціонного збагачення, як правило, здійснюється у дві стадії. Перша стадія полягає в первинному гравітаційному збагаченні, при якому виходить чорновий колективний концентрат. Друга стадія полягає в селекції (доведенні) зазначеного колективного концентрату методами магнітної та електричної сепарації з отриманням індивідуальних рутилового, ільменітового, цирконієвого, монацитового, дістенсілліманітового, ставролітового та інших концентратів.
В процесах первинного збагачення широке застосування отримали вдосконалені гідроциклони, багатоярусні конічні і багатосекційні гвинтові сепаратори і меншою мірою концентраційні столи та інше сепараційне обладнання.

Доведення чорнових колективних концентратів заснована на використанні в різному поєднанні електромагнітної і електростатичної сепарації.
Найбільшою магнітною сприйнятливістю серед входять до складу колективних концентратів мінералів володіє ільменіт і наступний за ним монацит, в той час як рутил і циркон немагнітних.

Селекція входять до складу колективних концентратів немагнітних мінералів заснована на використанні різної їх електричної провідності, в міру спадання якої зазначені мінерали розташовуються в наступний ряд: магнетит-ильменит-рутил-хромит-лейскосен-гранат-монацит-турмалин-циркон-квар ц.

Таким чином, якщо в колективному концентраті переважають рутил, циркон і алюмосилікати, то процес доведення починається зазвичай з переділу електростатичної сепарації. Якщо ж у колективному концентраті переважає ільменіт, то технологічний процес доведення починається з переділу магнітної сепарації.
При доведенні чорнових колективних концентратів широко застосовується гвинтові сепаратори, пластинчасті і роликові магнітні сепаратори мокрого і сухого дії з високою напруженістю магнітного поля, магнітні сепаратори з перехресними стрічками, а також пневматичні і мокрі концентраційні столи та інше обладнання .

Останнім часом для підвищення вилучення мінералів з вихідної сировини все частіше використовується так званий процес оттіркі, що полягає в обробці колективного концентрату розчинами лугу або слабкою плавикової кислоти при інтенсивному перемішуванні. При цьому з поверхні мінералів, зокрема рутила і циркону, видаляються залізисті і глинисті плівки, що утрудняють селекцію матеріалів.

Виплавка титанових шлаків.

Цю відновну плавку проводять у трьохелектродних круглих електропечах потужністю 3,5-20 МВА, по влаштуванню подібних з застосовуваним для плавки нікелю, електротермії цинку або сталеплавильними. Температура переділу 1650-1750 градусів. Середа повинна бути помірно-відновної, вугільна футеровка непридатна. Подину викладають притертими магнезитовим цеглою, стіни захищають гарніссажем з тугоплавкого шлаку, накопиченим за особливим режимом. Чавун випускають через летку, підняту над подом на 400 мм, а шлак-через шлакову льотку, іноді - разом з чавуном.

Шихту готують з концентрату (-3 мм) і антрациту або газового вугілля
(-0,5 мм), в яких золи не повинно бути більше відповідно 10 і 4%. Після перемішування зі сполучною - сульфіт-целюлозним щелоком в обігрівається змішувачі шихту брикетують на валкових пресах. Брикети теплопровідності порошку і знижують винос пилу, але виготовлення їх обходиться дорого, тому іноді вони становлять тільки частину завантаження, доповнюється порошком або окатишами.

Задача плавки - отримати багатий титановий шлак і чавун, перехід заліза в який обмежують: FeO єдине речовина, що дозволяє отримати помірно в'язкий шлак, при недоліку його було б потрібно зайвий перегрів. Щоб уникнути розбавлення шлаку і зайвих витрат, флюси застосовують рідко. На відміну від кольорової та чорної металургії тут над чавуном виходить сплав титанатів, а не силікатів. Титанати заліза більш легкоплавкі, ніж окисли титану, особливо ільменіт (1400 градусів) і Fe2TiO4
(1395 градусів), вони в основному і знижують в'язкість шлаку.
Відновлення FeO і TiO до металу можна записати в загальному вигляді рівнянням
(228), з якого легко отримати: pCo2 / pCo = a [Fe] / a [ Ti] * a (TiO) / a (FeO) = exp (dZFeO-dZTiO) / RT
Розподіл заліза і титану між чавуном і шлаком - функція різниці спорідненості цих металів до кисню і залежить від парціального тиску окису вуглецю в порах шихти, що визначається витратою восстановителя і температурою.
Насправді рівновага не досягається через швидке відновлення заліза, накопичення чавуну на початку переділу і нестачі часу для подальшого вирівнювання складу фаз.

Плавку ведуть періодично або або безперервно, в першому випадку в шлаках вдається залишити всього 5% окису заліза, а в другому 8-15%; безперервний переділ продуктивніше й повніше автоматизований.

Для збільшення проплавити і зниження витрати енергії шихту попередньо підігрівають в трубчастих печах, спалюючи мазут або газ. При цьому на 1т шлаку сумарно витрачають 1750 кВт * год.

Виробництво чотирихлористого титану.

Під терміном «хлорування» мають на увазі зазвичай процес, в якому хлор в тому чи іншому вигляді взаємодіє з оксидами елементів або іншими їх сполуками, утворюючи хлориди або оксихлориди, виділювані в формі індивідуальних хімічних речовин або їх сумішей. Перевага процесу хлорування перед іншими металургійними процесами полягає в тому, що одержувані при цьому хлориди елементів мають температуру плавлення і кипіння значно нижче температур плавлення і кипіння оксидів або інших сполук відповідних елементів. Це важлива властивість хлоридів дозволяє виділити ті чи інші корисні компоненти сировини при більш низьких температурах і з використанням більш простих технологічних прийомів.
Різке відмінність фізичних властивостей хлоридів - температури плавлення, кипіння, сублімації - дозволяє розділити окремі елементи або групи елементів звичайної термічної разгонкой з подальшою фракційної конденсацією. У виробництві титану, цирконію, ніобію застосування хлорування окисних сполук цих елементів є основним способом отримання цих елементів.

Внаслідок хлорування відбувається або окислення металу хлором, або заміщення кисню оксидів хлором. У загальному вигляді схема цього процесу може бути виражена такими рівняннями:

Me + Cl2 = MeCl2;

[MexOy] + y (Cl2) = x (MeCl2y / x) + (y / 2) (O2).

Слід підкреслити одну істотну особливість процесу хлорірованія-величезну швидкість хімічних реакцій і високу ступінь хлорування всіх компонентів. Це значною мірою полегшує завдання управління процесом і зводить її фактично до регулювання фізичних параметрів: газодинаміки процесу, розмірів поверхонь контактируемих фаз, кількості подводимого і відведеного тепла. При цьому на практиці намагаються хімічні чинники стабілізувати за рахунок сталості температурного режиму та хімічного складу вихідної сировини.

У сформованій багаторічній вітчизняної та зарубіжної промислової практиці температурний режим процесу хлорування підтримують в інтервалі температур 973-1100 К для хлораторов з сольовий ванною і 1100-1500 К для шахтних

Сторінки: 1 2 3
загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар