Prednosti jednostupanjske periodične tehnologije proizvodnje titanske troske
Trenutno se proizvodnja titanijeve troske s visokim sadržajem TiO2 (80% i više) pokazala izvedivom i ekonomski isplativom samo u rudno-termičkim pećima.
Jednostupanjska proizvodnja ima nekoliko prednosti u odnosu na druge metode dobivanja sintetskog rutila. Dvostupanjski je teži jer uključuje redukcijsko prženje i ispiranje kiselinom, stvara značajnu količinu opasnog tekućeg otpada i zahtijeva veća financijska ulaganja. Taljenje sintetskog rutila jednostupanjskom metodom obećava zbog svoje ekonomske isplativosti (smanjenje troškova proizvodnje), mogućnosti upravljanja tehnološkim procesom i mogućnosti dobivanja visokokvalitetnih proizvoda.
Procesni parametri redukcijskog taljenja u rudno-termičkim pećima
Vrste punjenja za redukcijsko taljenje u rudno-termičkim pećima
Za redukcijsko taljenje koncentrata ilmenita u rudno-termičkim pećima koriste se dvije vrste mješavine punjenja - briket i prah.
Za bolju iskoristivost reduktora, smanjenu emisiju prašine i smanjenu specifičnu potrošnju energije prednost ima rad s punjenjem briketa. Međutim, poteškoće nastaju zbog stvrdnjavanja briketa i njihovog cementiranja kipućom talinom, što narušava propusnost šarže.
Stoga je u industrijskoj praksi razvijena i kombinirana šarža, mješavina briketa i praškastih šarži. Omjer između njih ovisi o vrsti titanovog koncentrata. Sadržaj praškastog punjenja varira od 30 do 50%.
Briketi se proizvode pomoću preša s valjcima, uz korištenje sulfidne tekućine kao veziva.
Vrste rudno-termičkih peći i zahtjevi za njih
Za taljenje titanske troske u zemljama bivšeg SSSR-a (Ukrajina, Kazahstan, Rusija) koriste se troelektrodne rudno-termičke peći s transformatorima sljedeće snage:
Za bolju iskoristivost reduktora, smanjenu emisiju prašine i smanjenu specifičnu potrošnju energije prednost ima rad s punjenjem briketa. Međutim, poteškoće nastaju zbog stvrdnjavanja briketa i njihovog cementiranja kipućom talinom, što narušava propusnost šarže.
Stoga je u industrijskoj praksi razvijena i kombinirana šarža, mješavina briketa i praškastih šarži. Omjer između njih ovisi o vrsti titanovog koncentrata. Sadržaj praškastog punjenja varira od 30 do 50%.
Briketi se proizvode pomoću preša s valjcima, uz korištenje sulfidne tekućine kao veziva.
5 MVA s količinom punjenja do 24 t;
16,5 MVA s punjenjem do 100 t;
25 MVA s punjenjem do 120 t.
Trenutačno se takve troske tale u otvorenim i zatvorenim rudno-termalnim pećima u šaržnom procesu, koji uključuje taljenje cjelokupnog šaržera u peći i naknadno izdvajanje proizvoda taljenja. Periodična priroda procesa uvjetovana je potrebom dobivanja sintetskog rutila s minimalnom količinom željeznih oksida. Da bi se to postiglo, na kraju procesa taljenja u kupku peći dodaje se redukcijska tvar. Ova operacija se naziva podešavanje troske.
Periodički proces u otvorenoj peći, posebno tijekom faze prilagođavanja troske kada površina rastaljene troske nije prekrivena krutim punjenjem, praćen je značajnim gubicima topline izlazećim plinovima i zračenjem s površine taline i stijenki peći.
Korištenje rudno-termalnih peći sa zatvorenim krovom za taljenje troske značajno poboljšava tehničke i ekonomske aspekte procesa. To je zato što se povećava produktivnost peći, smanjuje se specifična potrošnja energije, a smanjuju se gubici koncentrata (zbog prijenosa šarže) s izlaznim plinovima zbog manje količine generiranih otpadnih plinova (nekoliko puta manje). Dodatno, smanjeni su gubici topline.
Pećima za taljenje sintetičkog rutila nameće se nekoliko zahtjeva:
Peć bi trebala imati relativno visoku specifičnu snagu kako bi omogućila brzo zagrijavanje punjenja na temperaturu od oko 900-1200 stupnjeva bez značajnog taljenja i za održavanje stanja tekućeg protoka visoko viskozne troske tijekom završne faze procesa;
Promjer elektrode i stopu potrošnje elektrode treba optimizirati kako bi se osigurala potrebna koncentracija toplinske energije.
Specifikacije rudno-termičke peći od 25 MVA
Karakteristike 25 MVA OTF:
Vrsta elektroda – grafitne elektrode;
Promjer elektrode – 0,71 m;
Količina elektroda – 3 kom.;
Količina transformatora – 3 kom.;
Snaga transformatora – 8333 kVA;
Masa punjenog koncentrata za postupak taljenja – 120 t;
Gornji dio peći – sekcijski, vodeno hlađen;
Rashladni medij – cirkulirajuća procesna voda;
Dva otvora za slavinu za odvojeno točenje sintetičkog rutila i pripadajućeg metala.
Specifikacije procesa redukcijskog taljenja
Temperatura troske titana pri točenju – 1680 1760o C, pripadajućeg metala – 1470-1530o C. Težina troske titana kod točenja – max 18 t.
Tehnologija pruža:
Stopa proizvodnje peći – 62627 t/god.;
Ekstrakcija titana iz koncentrata uz recikliranje prašine u komercijalne proizvode (titanova troska) ne manje od 98%;
Proizvodnja titan troske zadanog sastava;
Proizvodnja pripadajućeg standardnog metala.
Proizvodi dobiveni taljenjem koncentrata ilmenita u rudno-termičkim pećima.
Kao rezultat taljenja ilmenitnih koncentrata dobivaju se titanove troske s udjelom TiO2 u rasponu od 84% do 90% i udjelom FeO u rasponu od 5% do 7%, ovisno o sastavu početnih koncentrata.
U pravilu, kemijski sastav titanovih troski dobivenih preradom raznih koncentrata i njihovih smjesa podliježe manjim varijacijama. Prvenstveno je određena potpunošću redukcijskih reakcija željeznih oksida i stupnjem ponovne redukcije titanijevog dioksida (TiO2) u niže okside.
Tehnologija proizvodnje titanijeve troske omogućuje njihovu komercijalnu proizvodnju, kako za dobivanje spužvastog titana tako i za dobivanje pigmenta titanijevog dioksida pomoću metoda klorida ili sumporne kiseline.
Raspodjela glavnih elemenata između troske i lijevanog željeza tijekom taljenja punjenja može se procijeniti na sljedeći način:
Prijelaz u trosku: titan – 98,5%, željezo – 3,5%, silicij – 72.0%. Dio silicija ispari kao niži oksid;
Prijenos u lijevano željezo: željezo – {{0}}%, titan – 0.8-1.2%, silicij – 10-12%, vanadij – 45-48%.
Automatizacija procesa taljenja titan troske
Zadatak sustava automatizacije u odgovarajućem procesu je kontrolirati i stabilizirati procesne parametre pripreme šarže za taljenje i osigurati nesmetan rad opreme i mehanizama prema unaprijed definiranom programu.
Svi procesi transporta materijala, utovara i istovara, mljevenja, razvrstavanja, doziranja i miješanja, briketiranja i sušenja su mehanizirani i automatizirani.
Automatizacija sustava za doziranje dizajnirana je tako da osigura racionalnu stopu punjenja peći punjenjem zadanog sastava, koordinaciju i kontrolu glavnih parametara doziranja materijala za punjenje, njihovo miješanje, transport i dovod u lijevak peći.
Najznačajniji utjecaj na učinkovitost rudno-termičke peći ima automatska regulacija električnog načina procesa taljenja i proklizavanja elektroda. Odgovarajuća automatizacija procesa sastoji se od automatske kontrole hlađenja ložišnog transformatora, vodenog hlađenja ložišta, klizanja elektroda, regulacije tlaka ložišta i drugih parametara.
Automatizacija čišćenja plina je ključni čimbenik za nesmetano odvijanje tehnološkog procesa, osiguravajući učinkovito korištenje električne energije i sirovina.
Tražite opsežnu inženjersku ekspertizu u procesu proizvodnje titanijske troske kako biste ga poboljšali i dobili? Naši su stručnjaci tu da vam pomognu.
Zakažite poziv
Osobitosti procesa proizvodnje titan troske
Zajamčeni pokazatelji učinkovitosti predložene tehnologije proizvodnje titanijske troske u rudno-termičkim pećima (OTF)
Predložena tehnologija u rudno-termalnim pećima (OTF) osigurava sljedeće:
Stopa proizvodnje peći- 62627 t/godina;
Ekstrakcija titana iz koncentrata recikliranjem prašine u komercijalne proizvode (titanska troska) – ne manje od 98%;
Proizvodnja titan troske traženog sastava – sadržaj TiO2 – 84-90% i FeO – 5-7%;
Proizvodnja u obliku komercijalnog proizvoda, koji se može koristiti i za dobivanje spužvastog titana i za proizvodnju pigmenta titanijevog dioksida pomoću metoda klorida ili sumporne kiseline;
Proizvodnja pratećeg metala;
Osiguranje protueksplozijske sigurnosti procesa i oporabe sekundarnih izvora energije.
Automatizirani sustav kontrole procesa (APCS) omogućuje sljedeće:
Skratiti vrijeme taljenja za 3-5% zbog mehanizacije i automatizacije doziranja i punjenja peći;
Smanjiti "kuhanje" troske zbog ravnomjernog punjenja po cijelom području kupke peći, poboljšati uvjete taljenja i kontrolu procesa;
Automatizacijom procesa električnog taljenja moguće je povećati prosječnu satnu potrošnju energije za 7-9% i smanjiti vrijeme taljenja za 6-8%;
Za smanjenje specifične potrošnje energije za 50-100 kW po 1 toni titan troske i povećanje stope proizvodnje peći za 6-8%.
Sažetak (Zaključak)
Titanska troska vrlo je tražen proizvod na globalnom tržištu sa značajnim obujmom proizvodnje koji karakterizira dosljedan i dugoročan trend rasta.
Primarni je komercijalni proizvod (poluproizvod) u tehnološkom lancu za dobivanje pigmenta titanijevog dioksida, metalnog titana, legura na bazi titana i visokoprerađenih proizvoda.
Dobiva se iz koncentrata ilmenita jednostupanjskom metodom redukcijskim taljenjem u rudno-termalnim pećima (OTF).
Ovisno o sastavu ilmenitnih koncentrata, procesom taljenja dobivaju se titanove troske s udjelom TiO2 u rasponu od 84% do 90% i udjelom FeO između 5% i 7%. Ove troske smatraju se komercijalnim proizvodima.
