Co warto wiedzieć o gąbce tytanowej
Gąbka tytanowa jest ważnym surowcem stosowanym do produkcji stopów tytanu i innych wyrobów z tytanu. Jak zatem powstaje gąbka tytanowa? Oto krótkie wprowadzenie:
1. Jak powstaje gąbka tytanowa:
Rafinacja rudy tytanu: Produkcja gąbki tytanowej zwykle rozpoczyna się od rudy tytanu (takiej jak ilmenit, ruda rutylu itp.). Najpierw ruda tytanu poddawana jest wzbogacaniu i kruszenia w celu wydobycia wysokiej jakości rudy tytanu.
Ługowanie chlorkami: Ruda tytanu zwykle zawiera tlenki i niewielkie ilości, dlatego w celu ekstrakcji tytanu należy ją ługować chlorkiem. Na tym etapie ruda reaguje z gazowym chlorem, tworząc gazowy chlorek tytanu (TiCl4).
Oczyszczanie gazowego chlorku tytanu: Aby osiągnąć swój cel, gazowy chlorek tytanu należy oczyścić. Do oczyszczania gazowego chlorku tytanu zwykle stosuje się technologie takie jak kondensacja i uszlachetnianie.
Wytwarzanie zredukowanej gąbki tytanowej: Oczyszczony gazowy chlorek tytanu reaguje z czystym proszkiem magnezu lub innymi środkami w wysokiej temperaturze, tworząc gąbkę tytanową. Na tym etapie gąbka tytanowa jest produkowana w postaci proszku lub bloku.
Przetwarzanie gąbki tytanowej: Gąbka tytanowa jest zwykle wytwarzana w małych ilościach i wymaga dalszej obróbki, takiej jak utlenianie, usuwanie zanieczyszczeń, rafinacja itp., aby spełnić wymagania produktów z gąbki tytanowej.
2. Proces przetwarzania gąbki tytanowej:
⑴ Proces chlorowania. Czterochlorek tytanu jest głównym surowcem do produkcji gąbki tytanowej. Obecnie istnieją trzy główne metody przygotowania: chlorowanie wrzące, chlorowanie stopioną solą i chlorowanie w piecu szybowym.
Główną metodą wytwarzania czterochlorku tytanu jest obecnie metoda chlorowania wrzącego. Chlorowanie wrzące to metoda wykorzystująca drobnoziarniste materiały bogate w tytan i stały środek redukujący zawierający węgiel (koks naftowy) w celu przeprowadzenia reakcji chlorowania w stanie fluidalnym pod działaniem wysokiej temperatury i przepływu gazowego chloru w celu wytworzenia czterochlorku tytanu. Po dziesięcioleciach badań i rozwoju metoda ta ma dojrzały proces produkcyjny i jest szeroko stosowana w kraju i za granicą.
Chlorowanie stopioną solą to metoda wytwarzania czterochlorku tytanu poprzez zawieszenie drobno zmielonego żużla tytanowego lub rutylu i koksu naftowego w środowisku stopionej soli (główne składniki to KCl, NaCl, MgCl2 i CaCl2) i przepuszczanie gazowego chloru.
Chlorowanie w piecu szybowym polega na drobnym zmieleniu żużla chlorku tytanu (lub rutylu) i koksu naftowego, dodaniu spoiwa, wymieszaniu ich w brykiety, a następnie koksowaniu. Powstałe brykiety układane są w pionowym piecu chlorującym. Metoda reakcji z gazowym chlorem w stanie warstwy stałej w celu wytworzenia czterochlorku tytanu nazywana jest również chlorowaniem w warstwie stałej lub chlorowaniem w postaci peletek. Metoda ta została w zasadzie wyeliminowana ze względu na małą wydajność i niską jakość produktu.
⑵ Proces rafinacji
Rafinacja i oczyszczanie czterochlorku tytanu obejmuje głównie zastosowanie destylacji w celu usunięcia zanieczyszczeń o wysokiej i niskiej temperaturze wrzenia oraz zastosowanie metod chemicznych w celu usunięcia zanieczyszczeń wanadem.
Do destylacji czterotlenku tytanu mój kraj od dawna używa wysokowydajnej wieży destylacyjnej z zaworem pływakowym, a efekt jest bardzo dobry.
Jeśli chodzi o metodę usuwania wanadu, w przeszłości do usuwania wanadu stosowano drut miedziany. Istnieją jednak problemy, takie jak duże zużycie drutu miedzianego, wysokie koszty i duża pracochłonność. Metoda ta jest obecnie stopniowo eliminowana. Usuwanie wanadu z proszku aluminiowego jest lepszą metodą, tanią i pozbawioną ścieków. Żużel usuwający wanad można również wykorzystać do ekstrakcji wanadu, co jest promowane w Chinach.
⑶ Proces redukcji i destylacji
Do produkcji gąbki tytanowej stosuje się metodę redukcyjno-destylacyjną. Istnieją dwa powszechnie stosowane procesy łączenia: „metoda łączenia typu I” i „metoda łączenia typu ∩”. Metoda łączenia typu I nazywana jest także metodą szeregową, a metoda łączenia typu ∩ nazywana jest także metodą równoległą. Obie metody mają swoje unikalne zalety i są stosowane w naszym kraju.
⑷ Proces elektrolityczny magnezowy
Obecnie zagraniczne fabryki gąbek tytanowych szeroko stosują elektrolizery wielobiegunowe i elektrolizery magnezowe bez separatorów. Jednak krajowa technologia elektrolitycznego magnezu jest stosunkowo zacofana, co powoduje duże zużycie energii i chloru przy produkcji gąbki tytanowej. Dlatego w ostatnich latach nowe krajowe fabryki przyjęły zaawansowane wielobiegunowe elektrolizery na dużą skalę i elektrolizery magnezowe bez separatorów, a technologia produkcji została znacznie ulepszona.
Obecnie zdolność produkcyjna mojego kraju w zakresie gąbek tytanowych zajmuje pierwsze miejsce na świecie. Jednak w porównaniu z międzynarodowym poziomem zaawansowanym nadal istnieje pewna luka w skali produkcji, technologii produkcji i jakości produktu. Zadanie prawdziwego osiągnięcia międzynarodowego zaawansowanego poziomu jest nadal bardzo trudne.
