- •1 Загальні положення при складанні матеріальних
- •2 Металургія вольфраму
- •2.5 Розкладання вольфрамових концентратів розчинами їдкого натру чи соди
- •Осадження вольфрамової кислоти
- •Виділення паравольфрамату амонію
- •Осадження вольфрамату кальцію
- •2.7 Очищення розчину вольфрамату натрію від домішок
- •2.7.1 Очищення від кремнію
- •Розчин вольфрамату натрію
- •2.10 Способи одержання вольфрамового ангідриду з очищеної
- •2.13 Задачі
- •Металургія молібдену
- •3.1 Загальні зведення
- •3.2 Випал молібденітових концентратів
- •Хвости від аміачного вилуження недогарку
- •3.8 Задачі
- •4 Виробництво порошків вольфраму й молібдену
- •5 Металургія титану
- •Ільменітовий концентрат
- •5.5 Приклади
- •6 Металургія цирконію й гафнію
- •Кристалізація
- •6.6 Розкладання циркону спіканням з вапном (карбонатом кальцію) чи крейдою (оксидом кальцію)
- •6.6.2 Двостадійне вилуження спіку цирконату кальцію сірчанокислим розчином
- •6.6.3 Одностадійне вилуження спеку цирконату кальцію сірчанокислим розчином
- •6.6.4 Двостадійне вилуження спіку цирконату кальцію азотнокислим
- •6.6.5.3 Виділення кристалогідрату сульфату цирконію із сірчанокислих розчинів чи розчинів оксихлориду цирконію
- •6.6.5.4 Кристалізація сульфато-цирконатів натрію чи амонію із
- •7 Металургія ніобію й танталу
- •Концентрат
- •Н иобій-танталутримуючий плавіково-кислий розчин
- •8 Металургія ванадію
- •9 Виробництво металевих титану, цирконію,
- •9.2 Натрієтермічний спосіб виробництва порошків ніобію, танталу і
- •Література: [1], дод. [3, 4, 7].
- •Література: [1], дод. [3, 4, 7].
- •Література: [1], дод. [3, 4, 7].
- •Література: [1], дод. [3, 4, 7].
- •Література: [1], дод. [3, 4, 7].
- •Література: [1], дод. [3, 4, 7].
- •Література: [1], дод. [3, 4, 9].
- •Література: [1, 2], дод. [3, 4, 8].
- •Література: [1, 2], дод. [3, 4, 8].
- •Література: [1, 2], дод. [3, 4, 8].
- •Література: [1, 2], дод. [3, 4, 8].
- •Література: [1, 2], дод. [3, 4, 8].
- •Література: [1, 2], дод. [3, 4, 9].
- •Література: [1, 2], дод. [3, 4, 9].
- •Література: [1, 2], дод. [3, 4, 9].
- •Вибір і обґрунтування технологічної схеми переробки концентрату (продукту)
- •Порядок виконання й оформлення роботи
- •Додаток б
- •Додаток в
- •Додаток в
- •Додаток в
- •Додаток в
- •Додаток в
- •Додаток в
- •Основна
- •Вступ...……………………………………………………………… .....3
- •Задачі 3.8.……………………………………………………………...… 44
- •Приклади 5.5.…………………………………………………………… 77
- •Задачі 6.7.……………………………………………………………….. 105
- •Задачі 9.9.……………………………………………………………… 128
- •Додаток а Порядок виконання і оформлення роботи...…......………….....139
5 Металургія титану
5.1 Загальні зведення
У ряді поширеності елементів титан займає дев'яте місце, зміст його в земній корі 0,61 % (по масі).
Титан зустрічається в земній корі у виді діоксиду, титанатів і складних комплексних титаноніобатів та силікатотитанатів.
Відомо близько 70 мінералів титану. Найбільше промислове значення мають рутил, ільменіт, перовскит і сфен. З комплексних титанових мінералів слід зазначити лопарит, у якому міститься ряд коштовних металів: ніобій, тантал, рідкісноземельні елементи. Однак у даний час основними мінералами для одержання титану та його з'єднань є ільменіт і лопарит.
Склад ільменітових концентратів, %: TiО2 44,0 - 60,3; FeО 45,7 - сл.; Fe2O3 16,0 - 25,3; SiО2 1,2 - 4,0; Al2O3 0,5 - 1,5; Cr2O3 сл. - 1,4; MgО 0,9 - 2,8; CaО 0,5 - 2,8; V2O5 0,5- 0,1.
Лопаритові концентрати містять, %: (Nb,Ta)2O5 8 - 9; (Nb2O5 : Ta2O5 15:1); TiО2 32 - 35; (Ce, La…)2O3 26-28; CaO 6-8; Na2O 7-8; у підлеглих кількостях K2O, SrО, оксиди Fe і Al, а також ThО2 0,2 - 0,7.
З титанових концентратів безпосередньо одержують три види продуктів: тетрахлорид титану, діоксид титану й феротитан.
Для одержання феротитану в основному використовуються ільменітові концентрати, тоді як для одержання тетрахлориду титану - практично усі види титанових концентратів.
Ільменітові концентрати також застосовують для одержання пігментного диоксиду титану.
Тетрахлорид титану - основне вихідне з'єднання для виробництва металевого титану. Для цієї мети одержують хлорид високої чистоти.
Діоксид титану випускають різного ступеня чистоти: пігментної, утримуючий 94 - 98,5 % ТіО2; підвищеної чистоти (не нижче 99,5 % діоксиду титану) для виробництва твердих сплавів і металевого титану.
Феротитан виплавляють з ільменітових концентратів алюмінотермічним способом. Сплави містять, %: 25 - 30 Ti; 5 - 8 Al; 3 - 4 Si; інше - залізо.
Переробка сировини що містить титан
У світовій практиці для переробки ільменітових концентратів застосовують сульфатизацию з наступним одержанням діоксиду титану чи відновну плавку з наступним хлоруванням титанового шлаку й одержанням металу з тетрахлориду титану.
Високий зміст заліза (40 - 48 % FeО + Fe2O3) утрудняє одержання хлориду титану з ільменіту.
Для відділення заліза проводять відновну плавку ільменіту з одержанням чавуна та титанового шлаку.
При відновленні ільменіту протікають наступні основні реакції:
3 (FeО · TiО2) + 4 C = Ti3O5 + 3 Fe + 4 CO (5.1)
Fe2O3 · 3 TiО2 + 4 C = Ti3O5 + 2 Fe + 4CO (5.2)
Основні реакції процесу розглянуті в прикладі розрахунку.
Зразковий склад шлаків, %: TiО2 82,0 – 87,0; FeО 3,0 - 6,5; SiО2 2,8 - 5,6; CaО 0,3 - 1,2; Al2O3 2,0 – 6,0; MgО 2,0 - 5,6; MnО 1,0 - 1,5; V2O5 0,15; Cr2O3 0,2 - 1,7.
Шлаки піддають хлоруванню газоподібним хлором у присутності вуглецевого відновлювача. Хлорування здійснюють у виді брикетованої чи порошкової шихти, як правило, при температурі 750- 850о С.
Процес хлорування здійснюється по загальних реакціях:
MeО + Cl2 + C = MeCl2 + CO (5.3)
MeО + Cl2 + 2C = MeCl2 + CO2 (5.4)
У виробничій практиці застосовують три способи хлорування рідкіснометалевих матеріалів: брикетованої шихти, у сольовому розплаві й у киплячому шарі.
Реакція (5.3) характерна для процесу хлорування брикетованої шихти; реакція (5.4) – для процесу в розплаві хлоридних солей.
Принципова технологічна схема одержання тетрахлориду титана і діоксиду титану представлена на рисунку 5.1.
При хлоруванні шихти в шахтному хлораторі безупинної дії попередньо проводять готування брикетів. Для цього компоненти шихти (здрібнені титановий шлак і нафтовий кокс) змішують, до суміші додають зв'язування (сульфітно-целюлозну лугу, кам'яновугільний чи нафтовий пек). Суміш пресують на вальцевих пресах у брикети розміром 50 х 40 х 35 мм. З метою підвищення міцності й видалення летучих складових, брикети прожарюють без доступу повітря при 850- 950о С у прожарювальних печах періодичної чи безупинної дії.