Mitä tietää titaanisienestä
Titaanisieni on tärkeä raaka-aine, jota käytetään titaaniseosten ja muiden titaanituotteiden valmistuksessa. Joten miten titaanisieni syntyy? Tässä lyhyt esittely:
1. Kuinka titaanisieni valmistetaan:
Titaanimalmin jalostus: Titaanisienen valmistus alkaa yleensä titaanimalmista (kuten ilmeniitistä, rutiilimalmista jne.). Ensin titaanimalmi käy läpi malmin rikastus ja murskaus korkealaatuisen titaanimalmin uuttamiseksi.
Kloridiliuotus: Titaanimalmi sisältää yleensä oksideja ja pieniä määriä, joten se on liuotettava kloridilla titaanin uuttamiseksi. Tässä vaiheessa malmi reagoi kloorikaasun kanssa muodostaen titaanikloridikaasua (TiCl4).
Titaanikloridikaasun puhdistus: Titaanikloridikaasu on puhdistettava tarkoituksensa saavuttamiseksi. Titaanikloridikaasun puhdistamiseen käytetään yleensä tekniikoita, kuten kondensaatiota ja parantamista.
Pelkistetun titaanisienen luominen: Puhdistettu titaanikloridikaasu reagoi puhtaan magnesiumjauheen tai muiden aineiden kanssa korkeassa lämpötilassa muodostaen titaanisientä. Tässä vaiheessa titaanisieni valmistetaan jauheena tai lohkomuodossa.
Titaanisienen käsittely: Titaanisientä syntyy yleensä pieniä määriä ja se vaatii jatkokäsittelyä, kuten hapetusta, epäpuhtauksien poistoa, jalostusta jne. titaanisienituotteiden vaatimusten täyttämiseksi.
2. Titaanisienen käsittelyprosessi:
⑴ Kloorausprosessi. Titaanitetrakloridi on tärkein raaka-aine titaanisienen valmistuksessa. Tällä hetkellä on olemassa kolme päävalmistusmenetelmää: keittoklooraus, sulan suolan klooraus ja kuiluuuniklooraus.
Kiehuva kloorausmenetelmä on tällä hetkellä pääasiallinen menetelmä titaanitetrakloridin tuottamiseksi. Kiehuva klooraus on menetelmä, jossa käytetään hienojakoisia titaanipitoisia materiaaleja ja kiinteää hiilipitoista (maaöljykoksi) pelkistysainetta kloorausreaktion suorittamiseksi leijutilassa korkean lämpötilan ja kloorikaasuvirran vaikutuksesta titaanitetrakloridin tuottamiseksi. Vuosikymmenten tutkimuksen ja kehityksen jälkeen tällä menetelmällä on kypsä tuotantoprosessi, ja sitä käytetään laajasti kotimaassa ja ulkomailla.
Sulan suolan klooraus on menetelmä titaanitetrakloridin valmistamiseksi suspendoimalla hienoksi jauhettua titaanikuonaa tai rutiilia ja maaöljykoksia sulaan suolaan (pääkomponentit ovat KCl, NaCl, MgCl2 ja CaCl2) ja ohjaamalla sisään kloorikaasua.
Kuiluuunin klooraus käsittää titaanikloridikuonan (tai rutiilin) ja maaöljykoksin hienon jauhamisen, sideaineen lisäämisen, niiden sekoittamisen brikettien muodostamiseksi ja sitten koksauksen. Tuloksena saadut briketit pinotaan pystysuoraan kloorausuuniin. Menetelmää reagoida kloorikaasun kanssa kiinteässä tilassa titaanitetrakloridin tuottamiseksi kutsutaan myös kiinteän kerroksen klooraukseksi tai pellettiklooraukseksi. Tämä menetelmä on periaatteessa eliminoitu alhaisen tuotannon ja heikon tuotteen laadun vuoksi.
⑵ Jalostusprosessi
Titaanitetrakloridin jalostukseen ja puhdistamiseen kuuluu pääasiassa tislauksen käyttö korkean kiehumispisteen epäpuhtauksien ja matalan kiehumispisteen epäpuhtauksien poistamiseksi sekä kemiallisten menetelmien käyttö vanadiinin epäpuhtauksien poistamiseksi.
Kotimaani on pitkään käyttänyt titaanitetroksidin tislaukseen korkeatehoista kelluntaventtiilin tislaustornia, ja vaikutus on erittäin hyvä.
Mitä tulee vanadiinin poistomenetelmään, kuparilankaa on käytetty vanadiinin poistamiseen aiemmin. On kuitenkin ongelmia, kuten suuri kuparilangan kulutus, korkeat kustannukset ja korkea työvoimaintensiteetti. Tämä menetelmä on tällä hetkellä vähitellen poistumassa. Vanadiinin poisto alumiinijauheesta on parempi menetelmä halvalla ja ilman jätevettä. Vanadiininpoistokuonaa voidaan käyttää myös Kiinassa edistettävän vanadiinin uuttamiseen.
⑶ Pelkistys-tislausprosessi
Titaanisienen valmistukseen käytetään pelkistys-tislausmenetelmää. On olemassa kaksi yleisesti käytettyä yhdistelmäprosessia: "I-tyypin yhdistelmämenetelmä" ja "∩-tyypin yhdistelmämenetelmä". I-tyypin liitosmenetelmää kutsutaan myös sarjamenetelmäksi ja ∩-tyypin liitosmenetelmää kutsutaan myös rinnakkaismenetelmäksi. Molemmilla menetelmillä on ainutlaatuiset etunsa, ja niitä käytetään maassamme.
⑷ Elektrolyyttinen magnesiumprosessi
Tällä hetkellä ulkomaiset titaanisienitehtaat ovat käyttäneet laajasti moninapaisia elektrolyysilaitteita ja erottimia sisältämättömiä magnesiumelektrolysaattoreita. Kotimainen elektrolyyttinen magnesiumteknologia on kuitenkin suhteellisen taaksepäin, mikä johtaa suureen tehon ja kloorin kulutukseen titaanisienen tuotannossa. Siksi uudet kotimaiset tehtaat ovat viime vuosina ottaneet käyttöön kehittyneitä laajamittaisia moninapaisia elektrolyysilaitteita ja erottimia sisältämättömiä magnesiumelektrolysaattoreita, ja tuotantotekniikkaa on parannettu huomattavasti.
Tällä hetkellä kotimaani titaanisienen tuotantokapasiteetti on ensimmäisellä sijalla maailmassa. Kansainväliseen edistyneeseen tasoon verrattuna tuotannon mittakaavassa, tuotantoteknologiassa ja tuotteiden laadussa on kuitenkin edelleen tietty aukko. Tehtävä todella saavuttaa kansainvälinen edistynyt taso on edelleen erittäin työläs.
