مزایای فناوری تولید سرباره تیتانیوم دوره ای یک مرحله ای

در حال حاضر، تولید سرباره تیتانیوم با محتوای TiO2 بالا (80٪ و بیشتر) فقط در کوره های سنگ معدنی-حرارتی امکان پذیر و مقرون به صرفه است.

تولید تک مرحله ای مزایای متعددی نسبت به سایر روش های بدست آوردن روتیل مصنوعی دارد. دو مرحله اول دشوارتر است زیرا شامل کاهش بو دادن و شستشوی اسیدی است، مقدار قابل توجهی زباله مایع خطرناک تولید می کند و نیاز به سرمایه گذاری مالی بالاتری دارد. ذوب روتیل مصنوعی با استفاده از روش تک مرحله‌ای به دلیل صرفه اقتصادی (کاهش هزینه‌های تولید)، امکان کنترل فرآیند تکنولوژیکی و پتانسیل دستیابی به محصولات باکیفیت، امیدوارکننده است.

پارامترهای فرآیند ذوب احیاء در کوره های سنگ معدنی حرارتی

انواع هزینه ذوب احیاء در کوره های سنگ معدنی حرارتی

برای کاهش ذوب کنسانتره ایلمنیت در کوره های سنگ معدنی حرارتی، از دو نوع مخلوط شارژ استفاده می شود - بریکت و پودر.

برای استفاده بهتر از کاهنده، کاهش انتشار گرد و غبار و کاهش مصرف انرژی ویژه، کار با شارژ بریکت سودمند است. با این حال، مشکلات ناشی از کیک شدن بریکت ها و سیمان شدن آنها توسط مذاب در حال جوش است که نفوذپذیری شارژ را مختل می کند.

بنابراین، بار ترکیبی نیز در عمل صنعتی ایجاد شده است، مخلوطی از بریکت و بارهای پودری. نسبت بین آنها به نوع کنسانتره تیتانیوم بستگی دارد. محتوای بار پودری از 30 تا 50 درصد متغیر است.

بریکت ها با استفاده از پرس های غلتکی، با استفاده از مشروب سولفیدی به عنوان چسب تولید می شوند.

انواع کوره های حرارتی سنگ معدن و الزامات آنها

برای ذوب سرباره تیتانیوم، کوره های حرارتی سنگ معدنی سه الکترود با ترانسفورماتورهای توان زیر در کشورهای اتحاد جماهیر شوروی سابق (اوکراین، قزاقستان، روسیه) استفاده می شود:

برای استفاده بهتر از کاهنده، کاهش انتشار گرد و غبار و کاهش مصرف انرژی ویژه، کار با شارژ بریکت سودمند است. با این حال، مشکلات ناشی از کیک شدن بریکت ها و سیمان شدن آنها توسط مذاب در حال جوش است که نفوذپذیری شارژ را مختل می کند.

بنابراین، بار ترکیبی نیز در عمل صنعتی ایجاد شده است، مخلوطی از بریکت و بارهای پودری. نسبت بین آنها به نوع کنسانتره تیتانیوم بستگی دارد. محتوای بار پودری از 30 تا 50 درصد متغیر است.

بریکت ها با استفاده از پرس های غلتکی، با استفاده از مشروب سولفیدی به عنوان چسب تولید می شوند.

5 MVA با مقدار مواد شارژ تا 24 تن.

16.5 MVA با شارژ تا 100 تن.

25 MVA با شارژ تا 120 تن.

در حال حاضر، چنین سرباره‌هایی با استفاده از کوره‌های گرمایی سنگ معدنی باز و بسته در یک فرآیند دسته‌ای ذوب می‌شوند که شامل ذوب کل مواد باردار در کوره و سپس ضربه زدن به محصولات ذوب می‌شود. ماهیت دوره ای این فرآیند به دلیل نیاز به دستیابی به روتیل مصنوعی با حداقل اکسیدهای آهن است. برای دستیابی به این هدف، در پایان فرآیند ذوب، یک ماده احیا کننده به حمام کوره اضافه می شود. این عملیات به عنوان تنظیم سرباره نامیده می شود.

فرآیند دوره ای در یک کوره باز، به ویژه در مرحله تنظیم سرباره که سطح سرباره مذاب توسط بار جامد پوشانده نمی شود، با تلفات حرارتی قابل توجهی از طریق گازهای فرار و تشعشع از سطح مذاب و دیواره های کوره همراه است.

استفاده از کوره های حرارتی با سقف بسته برای ذوب سرباره به طور قابل توجهی جنبه های فنی و اقتصادی این فرآیند را بهبود می بخشد. به این دلیل است که بهره وری کوره افزایش می یابد، مصرف انرژی ویژه کاهش می یابد و تلفات کنسانتره (به دلیل انتقال دسته ای) با گازهای خروجی به دلیل مقدار کمتر گازهای خارج شده تولید شده (چند برابر کمتر) کاهش می یابد. علاوه بر این، تلفات حرارتی کاهش می یابد.

الزامات متعددی برای کوره های ذوب روتیل مصنوعی اعمال می شود:

کوره باید قدرت ویژه نسبتاً بالایی داشته باشد تا بتواند گرمایش سریع شارژ را تا دمایی در حدود 900-1200 درجه بدون ذوب قابل توجه آن فراهم کند و در مرحله نهایی فرآیند، حالت جریان مایع از سرباره‌های بسیار چسبناک را حفظ کند.

قطر الکترود و میزان مصرف الکترود باید برای اطمینان از غلظت مورد نیاز انرژی حرارتی بهینه شود.

مشخصات کوره حرارتی معدنی 25 MVA

ویژگی های OTF 25 MVA:

نوع الکترود – الکترود گرافیتی;

قطر الکترود - 0،71 متر؛

تعداد الکترود - 3 عدد.

تعداد ترانسفورماتور - 3 عدد.

قدرت ترانسفورماتور - 8333 کیلو ولت آمپر؛

وزن کنسانتره شارژ شده برای عملیات ذوب - 120 تن.

بالای کوره - مقطعی، با آب خنک می شود.

محیط خنک کننده - آب فرآیند در گردش؛

دو سوراخ شیر برای ضربه زدن جداگانه روتیل مصنوعی و فلز مرتبط.

مشخصات فرآیند ذوب کاهشی

دمای سرباره تیتانیوم ضربه خورده - 1680 1760 درجه سانتیگراد، دمای فلز مرتبط - 1470-1530 درجه سانتیگراد. وزن سرباره تیتانیوم هنگام ضربه زدن - حداکثر 18 تن.

این فناوری فراهم می کند:

نرخ تولید کوره - 62627 تن در سال;

استخراج تیتانیوم از کنسانتره با بازیافت گرد و غبار به محصولات تجاری (سرباره تیتانیوم) نه کمتر از 98%؛

تولید سرباره تیتانیوم با یک ترکیب مشخص؛

تولید فلز استاندارد مرتبط

محصولات به دست آمده از ذوب کنسانتره ایلمنیت در کوره های سنگ معدنی حرارتی.

در نتیجه ذوب کنسانتره های ایلمنیت، سرباره های تیتانیوم با محتوای TiO2 در محدوده 84٪ تا 90٪ و محتوای FeO بین 5٪ تا 7٪، بسته به ترکیب کنسانتره های اولیه، به دست می آیند.

به عنوان یک قاعده، ترکیب شیمیایی سرباره های تیتانیوم به دست آمده از پردازش کنسانتره های مختلف و مخلوط آنها دستخوش تغییرات جزئی می شود. در درجه اول با کامل بودن واکنش های احیا اکسیدهای آهن و درجه کاهش مجدد دی اکسید تیتانیوم (TiO2) به اکسیدهای پایین تر تعیین می شود.

تکنولوژی تولید سرباره تیتانیوم امکان تولید تجاری آنها را هم برای بدست آوردن تیتانیوم اسفنجی و هم برای داشتن رنگدانه دی اکسید تیتانیوم با استفاده از روش های کلرید یا اسید سولفوریک فراهم می کند.

توزیع عناصر اصلی بین سرباره و چدن در حین ذوب بار می تواند به شرح زیر ارزیابی شود:

انتقال به سرباره: تیتانیوم - 98.5٪، آهن - 3.5٪، سیلیکون - 72.0%. بخشی از سیلیکون به صورت اکسید پایین‌تری تبخیر می‌شود.

انتقال به چدن: آهن - {{0}}%, تیتانیوم - 0.8-1.2%, سیلیکون - 10-12%, وانادیم - 45-48%.

اتوماسیون فرآیند ذوب سرباره تیتانیوم

هدف یک سیستم اتوماسیون در فرآیند مربوطه، کنترل و تثبیت پارامترهای فرآیند آماده سازی شارژ برای ذوب و اطمینان از عملکرد بدون وقفه تجهیزات و مکانیسم ها طبق یک برنامه از پیش تعریف شده است.

کلیه فرآیندهای حمل و نقل مواد، بارگیری و تخلیه، آسیاب، طبقه بندی، دوز و اختلاط، بریکت کردن و خشک کردن به صورت مکانیزه و خودکار انجام می شود.

اتوماسیون سیستم دوز به گونه ای طراحی شده است که نرخ منطقی بارگیری کوره ها را با بارگیری از یک ترکیب مشخص، هماهنگی و کنترل پارامترهای اصلی دوز مواد شارژ، اختلاط، حمل و نقل و عرضه آنها به قیف های کوره ارائه دهد.

مهمترین تأثیر بر راندمان کوره سنگ معدنی، کنترل خودکار حالت الکتریکی فرآیند ذوب و لغزش الکترود است. اتوماسیون فرآیند مربوطه شامل کنترل خودکار خنک کننده ترانسفورماتور کوره، خنک کننده آب بالای کوره، لغزش الکترودها، تنظیم فشار بالا و سایر پارامترها است.

اتوماسیون تمیز کردن گاز یک عامل حیاتی برای پیشرفت روان فرآیند فن آوری است که استفاده کارآمد از انرژی الکتریکی و مواد خام را تضمین می کند.

به دنبال تخصص مهندسی عمیق در فرآیند تولید سرباره تیتانیوم برای بهبود و به دست آوردن آن هستید؟ متخصصان ما اینجا هستند تا به شما کمک کنند.

یک تماس را برنامه ریزی کنید

ویژگی های فرآیند تولید سرباره تیتانیوم

شاخص های عملکرد تضمینی فناوری پیشنهادی تولید سرباره تیتانیوم در کوره های سنگ معدنی-حرارتی (OTF)

فناوری پیشنهادی در کوره های حرارتی سنگ معدن (OTFs) موارد زیر را فراهم می کند:

نرخ تولید کوره{0}} تن در سال؛

استخراج تیتانیوم از کنسانتره با گرد و غبار بازیافت به محصولات تجاری (سرباره تیتانیوم) - حداقل 98٪.

تولید سرباره تیتانیوم با ترکیب مورد نیاز – محتوای TiO2 – 84-90% و FeO – 5-7%؛

تولید در قالب یک محصول تجاری که می تواند هم برای بدست آوردن تیتانیوم اسفنجی و هم برای تولید رنگدانه دی اکسید تیتانیوم با استفاده از روش های کلرید یا اسید سولفوریک استفاده شود.

تولید فلز مرتبط؛

تضمین ایمنی انفجار فرآیند و بازیابی منابع انرژی ثانویه.

سیستم کنترل فرآیند خودکار (APCS) موارد زیر را امکان پذیر می کند:

کاهش زمان ذوب تا 3-5% به دلیل مکانیزاسیون و اتوماسیون دوز و شارژ کوره.

برای کاهش "جوش" سرباره به دلیل شارژ یکنواخت در کل منطقه حمام کوره، برای بهبود شرایط ذوب و کنترل فرآیند.

از طریق اتوماسیون فرآیند ذوب الکتریکی، می‌توان میانگین ساعتی دریافت برق را تا 7-9% افزایش داد و زمان ذوب را تا 6-8% کاهش داد.

برای کاهش نرخ مصرف برق خاص به میزان 50-100 کیلووات در هر تن سرباره تیتانیوم و افزایش نرخ تولید کوره به میزان 6-8%.

خلاصه (نتیجه گیری)

سرباره تیتانیوم یک محصول با تقاضای بالا در بازار جهانی با حجم تولید قابل توجهی است که با روند رشد مداوم و بلندمدت مشخص می شود.

این یک محصول تجاری اولیه (محصول نیمه تمام) در زنجیره فناوری برای به دست آوردن رنگدانه دی اکسید تیتانیوم، تیتانیوم فلزی، آلیاژهای مبتنی بر تیتانیوم و محصولات بسیار فرآوری شده است.

از کنسانتره های ایلمنیت به روش تک مرحله ای از طریق ذوب احیا در کوره های سنگ معدنی حرارتی (OTFs) به دست می آید.

بسته به ترکیب کنسانتره ایلمنیت، سرباره‌های تیتانیوم با محتوای TiO2 بین 84 تا 90 درصد و محتوای FeO بین 5 تا 7 درصد به دلیل فرآیند ذوب به دست می‌آیند. این سرباره ها محصولات تجاری محسوب می شوند.