Научные основы субхлоридной комплексной переработки нещелочного сырья на примере титаномагнетитовых и ильменитовых концентратов

• Автор: Парфенов, Олег Григорьевич
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 412 с. : ил.

Оглавление

Обзор современных научных разработок в экстрактивной металлургии титана

Краткий обзор перспективных процессов

Новые электрохимические технологии

Метод ТЛ электрохимической выплавки титана

Использование плазмотрона в электролизе титанового шлака

РРССатЬпсе процесс электрохимического восстановления

Новые металлотермические процессы

Магниетермия в расплаве солей

Магниетермия в сжиженном слое частиц ТЮпроцесс

Струйная натриетермня Агтгоппроцесс

I азофазная натриетермня
Механохимический синтез титановых нанопорошков
Алюминотермия в хлорной металлургии титана
Плазмохимия в металлургии титана
Квазиравновссная плазма в металлургии титана
Плазменнометаллургические процессы в неравновесных разрядах
Новые разработки в технологии диоксида титана
Кислотные способы получения ЛСЬ из ильменита
Хлоридная технология производства ТЮг
Фторидная технология диоксида титана
1 рименение низкотемпературной плазмы в синтезе ТЮг
Недавние разработки в комплексной переработке титановых
концентратов
Хлорная металлургия и проблема суперэкотоксикантов СЭТ. Методика и программа термодинамических расчетов. Оригинальное лабораторное оборудование
Методика и программа термодинамических расчетов Ваза термодинамических данных
Применение метода штрафных функций для численного решения
задач химической термодинамики
Интегрированный термогазодинамический подход
Лабораторное оборудование для субхлоридных процессов
Стойкость материалов для субхлоридной металлургии
Селективная хлоридовозгонка в комплексной переработке титановых
концентратов
Термодинамика селективной хлоридовозгонки титановых руд и концентратов
Макрокинетика селективной хлоридовозгонки ИК и ТМК Субхлоридная безотходная возгонка силлиманитовых концентратов Селективная возгонка железа и рециклинг хлора в субхлоридной металлургии
Основы субхлоридных восстановительных процессов
Термодинамика субхлоридной металлургии титана
Роль поверхности в процессе субхлоридного восстановления титана
Термодинамика ПА1сплавов
Макрокинетика субхлоридной металлургии титана
Интегрированная термогазодинамика в моделировании объемного
субхлоридного восстановления титана
4.3. Субхлориды алюминия
4.4. Термодинамика субхлоридного восстановления алюминия
4.5. Субхлоридное восстановление кремния
Глава 5. Субхлоридный синтез соединений внедрения титана
Глава 6. Комплексная переработка ильмекитовых, титаномагнетитовых и
нетрадиционных титановых концентратов. Энергетические и экологические вопросы комплексной переработки
6.1. Варианты несубхлоридной переработки титановых
концентратов
6.2. Известные и новые методы восстановления железа в комплексной
переработке титановых концентратов
6.2.1. Известные традиционные способы производства железа
6.2.2. Известные новые способы. Мидрекспроцесс
6.2.3. Известный способ восстановления ЖРС в струе водорода
6.2.4. Хлорид водородная металлургия железа
6.2.5. Хлоридсубхлоридное восстановление железа
6.3. Перспективы субхлоридной комплексной переработки
нетрадиционных титановых руд
6.3.1. Перспективы субхлоридной комплексной переработки бокситов
6.3.2. О перспективе субхлоридной технологии для комплексной
малоотходной переработки фосфатноредкометалльного и щелочного титанового сырья
6.3.2.1. Плазмохимическая фиксация азота и синтез удобрений из
титанокальциевых концентратов и местного сырья
6.3.2.2. Синтез окислов азота в вихревом тлеющем разряде
6.3.2.3. Принципиальная возможность субхлоридного синтеза аммиака
6.4. Минимизация затрат электроэнергии в субхлоридной металлургии
6.4.1. Использование эффекта Нернста для преобразования тепловой
энергии плазмы в электрическую
6.4.2. О перспективе организации субхлоридных процессов в канале МГД 2 генератора
Заключение
Список литературы


По существу, авторы технологии применили для титана схему электролиза алюминия в криолитглиноземных расплавах, которой в г. Отличие в том, что для алюминиевого электролизера температура электроли та ниже температуры плавления АБОз, который переходит в жидкое состояние в ванне, только растворяясь в криолите. Оксид титана в составе шлака вводится в систему сразу в расплавленном состоянии и служит катодом. Между ним и электролитом образуется контактная поверхность, равная по площади ванне, чего нет в алюминиевом электролизере. Благодаря этому, не существует ограничения по количеству вводимого оксида на восстановление, в то время как для традиционной алюминиевой технологии количество вводимого глинозема ограничивается его растворимостью в криолите. Гем не менее, С1Т1технология обладает следующими существенными недостатками, которые затрудняют ее практическую реализацию. Высокая температура процесса на начальной стадии выплавки собственно титана снизу ограничена температурой плавления диоксида титана С, остающегося в шлаке после извлечения из него примесей в основном, оксидов железа, которые снижают температуру плавления и вязкость шлаков. По мере дезоксидации температура плавления шлака падает, поскольку низшие оксиды титана имеют меньшую температуру плавления. Применяемый в РРСтехнологии см. СаС имеет температуру кипения С и для данного процесса не годится. Процесс циклический с перепадом температур по ходу процесса от до С, с периодической загрузкой расплавленного титанового шлака и периодической выгрузкой вначале расплавленных в железе примесей, затем титана. Причем выгрузка титана должна проходить при темпратуре выше точки плавления и в инертной среде. В патенте ничего не говорится о потерях титана, которые неизбежны с удаляемыми примесями, например, чтобы смыть их остаток перед началом основного процесса восстановления остающегося диоксида титана, или на стадии магнитного обогащения шлака. Процесс наиболее эффективен при его сопряжении со стадией получения титанового шлака. При работе с привозным сырьем или рутиловыми концентратами в технологической схеме должна присутствовать электродуговая печь для их предварительного расплавления перед загрузкой в электролизер. Наконец, главный недостаток рТтехнологии, как и всех процессов, имеющих дело с диоксидом титана, заключается в том, что гарантированно чистый диоксид можно получить, за одним исключением2, только окислением кислородом или водяным паром предварительно очищенного тетрахлорида титана. Именно такой ТЮ2, а не обогащенный шлак, содержит минимальное количество примесей и пригоден для выплавки металла требуемой чистоты. Разумеется, при условии, что он не загрязняется электролитом и материалами анодаИ стенок ванны. Получить чистый диоксид титана, минуя ТСЦ, можно, например, в гидрометаллурги ческой технологии лиаг. IIироцесса, делает ненужной стадию магнитного обогащения шлака и добавляет как минимум четыре технологических передела хлорирование шлака, ректификацию ТСЦ, его окисление до ТЮ2 и предварительную плавку для загрузки в электролизер. Устранить электродуговую печь, а заодно и твердый анод из технологической схемы электролиза расплавленных титановых шлаков IIпроцесса можно с помощью плазмотрона . Он выполняет функцию анода, который через ионизованный монооксид углерода контактирует с расплавленным шлаком рис. Монооксид взаимодействует с ионами кислорода в металлургическом шлаке с образованием диоксида углерода. Титан восстанавливается на катоде. Его функции выполняет нижняя часть электролизера в виде твердых дендритов, которые, достигнув определенного размера, диспергируются в шлаке. По мере расходования диоксид титана вводится в шлак для поддержания его требуемой концентрации. Металлургические шлаки характеризуются высокой ионной проводимостью но кислороду и почти нулевой электронной проводимостью. Б качестве модели шлака была выбрана смесь СаО , , ТСЬ , которая находилась в жидком состоянии при температуре С. Возврат
Отделение
Рисунок 1. Электролиз титана в расплавленном шлаке с использованием плазменного анода .