Fordeler med en-trinns periodisk titan slagg produksjonsteknologi

For tiden har produksjon av titanslagg med høyt TiO2-innhold (80 % og mer) bare vist seg å være gjennomførbar og økonomisk levedyktig i malm-termiske ovner.

Entrinns produksjon har flere fordeler i forhold til andre metoder for å oppnå syntetisk rutil. To-trinns en er vanskeligere da det innebærer reduksjon av brenning og syreutvasking, genererer en betydelig mengde farlig flytende avfall og krever høyere økonomiske investeringer. Å smelte syntetisk rutil ved hjelp av en ett-trinns metode er lovende på grunn av dens økonomiske levedyktighet (redusere produksjonskostnadene), muligheten for å kontrollere den teknologiske prosessen og potensialet for å få produkter av høy kvalitet.

Prosessparametre for reduksjonssmelting i malm-termiske ovner

Typer av avgifter for reduksjonssmelting i malm-termiske ovner

For en reduksjonssmelting av ilmenittkonsentrat i malm-termiske ovner brukes to typer ladningsblandinger – brikett og pulverisert.

For bedre bruk av reduksjonsmidlet, reduserte støvutslipp og redusert spesifikt energiforbruk er det fordelaktig å jobbe med en brikettladning. Imidlertid oppstår vanskeligheter på grunn av at brikettene kaker og deres sementering av den kokende smelten, noe som forstyrrer ladningens permeabilitet.

Derfor er det også utviklet en kombinert ladning i industriell praksis, en blanding av briketter og pulverladninger. Forholdet mellom dem avhenger av typen titankonsentrat. Innholdet av pulverisert ladning varierer fra 30 til 50%.

Briketter produseres ved hjelp av rullepresser, og bruker sulfidlut som bindemiddel.

Typer malm-termiske ovner og krav til dem

For smelting av titanslagg brukes tre-elektroder malm-termiske ovner med transformatorer med følgende kraft i landene i det tidligere Sovjetunionen (Ukraina, Kasakhstan, Russland):

For bedre bruk av reduksjonsmidlet, reduserte støvutslipp og redusert spesifikt energiforbruk er det fordelaktig å jobbe med en brikettladning. Imidlertid oppstår vanskeligheter på grunn av at brikettene kaker og deres sementering av den kokende smelten, noe som forstyrrer ladningens permeabilitet.

Derfor er det også utviklet en kombinert ladning i industriell praksis, en blanding av briketter og pulverladninger. Forholdet mellom dem avhenger av typen titankonsentrat. Innholdet av pulverisert ladning varierer fra 30 til 50%.

Briketter produseres ved hjelp av rullepresser, og bruker sulfidlut som bindemiddel.

5 MVA med ladematerialmengde opp 24 t;

16,5 MVA med lading opp til 100 t;

25 MVA med lading opp til 120 t.

For tiden smeltes slike slagger ved bruk av åpne og lukkede malm-termiske ovner i en batch-prosess, som innebærer smelting av hele det ladede materialet i ovnen og påfølgende tapping av smelteprodukter. Den periodiske karakteren av prosessen er drevet av behovet for å oppnå syntetisk rutil med minimale jernoksider. For å oppnå dette tilsettes et reduksjonsmiddel til ovnsbadet på slutten av smelteprosessen. Denne operasjonen omtales som slaggjustering.

Den periodiske prosessen i en åpen ovn, spesielt under slaggjusteringsfasen når den smeltede slaggoverflaten ikke er dekket av fast ladning, er ledsaget av betydelige varmetap gjennom unnslippende gasser og stråling fra overflaten av smelten og ovnsveggene.

Bruken av malm-termiske ovner med lukket tak for smelting av slagg forbedrer de tekniske og økonomiske aspektene ved prosessen betydelig. Det er fordi ovnsproduktiviteten øker, spesifikt energiforbruk reduseres og tap av konsentrat (på grunn av batch-overføring) med utgående gasser reduseres på grunn av en lavere mengde genererte avgasser (flere ganger mindre). I tillegg reduseres varmetapet.

Det stilles flere krav til syntetiske rutil-smelteovner:

Ovnen bør ha en relativt høy spesifikk effekt for å muliggjøre rask oppvarming av ladningen til en temperatur rundt 900-1200 grad uten dens betydelige smelting og for å opprettholde en væskestrømstilstand av svært viskøs slagger under det siste stadiet av prosessen;

Elektrodediameteren og hastigheten på elektrodeforbruket bør optimaliseres for å sikre den nødvendige konsentrasjonen av termisk energi.

Spesifikasjoner for en 25 MVA malm-termisk ovn

Kjennetegn på en 25 MVA OTF:

Type elektroder - grafittelektroder;

Elektrodediameter – 0,71 m;

Antall elektroder – 3 stk.;

Antall transformatorer - 3 stk.;

Transformatoreffekt – 8333 kVA;

Vekt av ladet konsentrat for en smelteoperasjon – 120 t;

Ovnstopp – seksjonert, vannkjølt;

Kjølemedium – sirkulerende prosessvann;

To tappehull for separat tapping av syntetisk rutil og tilhørende metall.

Spesifikasjoner for en reduksjonssmelteprosess

Tappet titanslaggtemperatur – 1680 1760o C, den til det tilhørende metallet – 1470-1530o C. Titanslaggvekt under tapping – maks. 18 t.

Teknologien gir:

Ovnsproduksjonshastighet – 62627 t/år;

Titan ekstraksjon fra konsentratet med støv resirkulering til kommersielle produkter (titan slagg) ikke mindre enn 98%;

Produksjon av titanslagg av en gitt sammensetning;

Produksjon av tilhørende standardmetall.

Produkter oppnådd fra smelting av ilmenittkonsentrat i malm-termiske ovner.

Som et resultat av smelting av ilmenittkonsentrater oppnås titanslagger med TiO2-innhold fra 84% til 90% og FeO-innhold fra 5% til 7%, avhengig av sammensetningen av de opprinnelige konsentratene.

Som regel gjennomgår den kjemiske sammensetningen av titanslagg oppnådd fra behandling av forskjellige konsentrater og deres blandinger mindre variasjoner. Det bestemmes først og fremst av fullstendigheten av reduksjonsreaksjonene av jernoksider og graden av re-reduksjon av titandioksid (TiO2) til lavere oksider.

Titanslaggproduksjonsteknologi gjør det mulig å produsere dem kommersielt, både for å oppnå svamptitan og for å ha titandioksidpigment ved bruk av klorid- eller svovelsyremetoder.

Fordeling av hovedelementer mellom slagg og støpejern under ladningssmelting kan vurderes som følger:

Overføring til slagg: titan – 98,5 %, jern – 3,5 %, silisium – 72,0 %. En del av silisiumet fordamper som et lavere oksid;

Overfør til støpejern: jern – {{0}}%, titan – 0.8-1,2%, silisium – 10-12%, vanadium – 45-48%.

Automatisering av smelteprosessen for titanslagg

Målet med et automatiseringssystem i den tilsvarende prosessen er å kontrollere og stabilisere prosessparametere for ladningspreparatet for smelting og å sikre uavbrutt drift av utstyr og mekanismer i henhold til et forhåndsdefinert program.

Alle prosesser med materialtransport, lasting og lossing, sliping, klassifisering, dosering og blanding, brikettering og tørking er mekanisert og automatisert.

Automatisering av doseringssystemet er utformet for å gi en rasjonell hastighet for lasting av ovner med en ladning av en gitt sammensetning, koordinering og kontroll av hovedparametrene for dosering av ladningsmaterialer, deres blanding, transport og tilførsel til ovnsbeholdere.

Den mest betydningsfulle innflytelsen på den malm-termiske ovnens effektivitet er den automatiske kontrollen av den elektriske modusen til smelteprosessen og elektrodegliding. Den tilsvarende prosessautomatiseringen består av automatisk kontroll av kjøling av ovnstransformatoren, vannkjøling av ovnstoppen, elektrodeglidning, regulering av topptrykket og andre parametere.

Gassrenseautomatisering er en avgjørende faktor for jevn utvikling av den teknologiske prosessen, og sikrer effektiv bruk av elektrisk energi og råvarer.

Ser du etter dyptgående teknisk ekspertise i produksjonsprosessen for titanslagg for å forbedre den og få den? Våre fagfolk er her for å hjelpe deg.

Avtal en samtale

Egenskaper ved produksjonsprosessen for titanslagg

Garanterte ytelsesindikatorer for den foreslåtte teknologien for produksjon av titanslagg i malm-termiske ovner (OTF)

Den foreslåtte teknologien i malm-termiske ovner (OTF-er) sørger for følgende:

Ovnsproduksjonshastighet- 62627 t/år;

Utvinning av titan fra konsentratet med resirkuleringsstøv til kommersielle produkter (titanslagg) – ikke mindre enn 98 %;

Produserer titanslagg med nødvendig sammensetning – TiO2-innhold – 84-90% og FeO – 5-7%;

Produksjon i form av et kommersielt produkt, som kan brukes både for å oppnå svamptitan og for å produsere titandioksidpigment ved bruk av klorid- eller svovelsyremetoder;

Produksjon av tilhørende metall;

Sikre prosesseksplosjonssikkerhet og gjenvinning av sekundære energiressurser.

Et automatisert prosesskontrollsystem (APCS) tillater følgende:

For å redusere smeltetiden med 3-5 % på grunn av mekanisering og automatisering av dosering og ovnslading;

For å redusere slagg "koking" på grunn av ensartet ladning over hele badområdet i ovnen, for å forbedre smelteforhold og prosesskontroll;

Gjennom automatisering av den elektriske smelteprosessen er det mulig å øke den gjennomsnittlige timeeffekten med 7-9 % og redusere smeltetiden med 6-8 %;

For å redusere spesifikk strømforbrukshastighet med 50-100 kW per 1 tonn titanslagg og øke ovnsproduksjonshastigheten med 6-8 %.

Sammendrag (konklusjon)

Titanslagg er et etterspurt produkt i det globale markedet med et betydelig produksjonsvolum preget av en konsistent og langsiktig veksttrend.

Det er et primært kommersielt produkt (halvfabrikat) i den teknologiske kjeden for å oppnå titandioksidpigment, metallisk titan, titanbaserte legeringer og høyt bearbeidede produkter.

Det oppnås fra ilmenittkonsentrater i en ett-trinns metode gjennom reduksjonssmelting i malm-termiske ovner (OTF).

Avhengig av ilmenittkonsentratsammensetningen, oppnås titanslagger med TiO2-innhold fra 84 % til 90 % og FeO-innhold mellom 5 % og 7 % på grunn av smelteprosessen. Disse slaggene regnes som kommersielle produkter.