Het smeltprincipe van titaniumslak

1. Beginsel en processtroom van het smelten van titaniumschlaag

De kern vanelektrische ovens voor het smelten van titaniumschlaaghet vermengen van ilmenite met een vast reductiemiddel, zoals anthracite (of petroleum cokes of coke), en het mengen in een elektrische oven voor reductiesmelten.ijzeroxiden in het erts worden selectief gereduceerd tot metalen ijzerNa het scheiden van de slag en het ijzer worden titaniumschlaag en bijproduct metalen ijzer verkregen.Titaniumconcentraat bestaat voornamelijk uit TiO2 en FeO, met extra componenten zoals SiO2, CaO, MgO, Al2O3 en V2O5. Het smeltproces houdt in dat ijzeroxide onder hoge temperatuur reageert met koolstof,krachtig reducerende omstandigheden om gesmolten titaniumschlaag en metaal ijzer te vormen, die vervolgens effectief worden gescheiden door verschillen in specifieke zwaartekracht en smeltpunt.

1.Fe2O3 + C = 2FeO + CO

2.FeO + C = Fe + CO

2. Hoofdkenmerken van elektrische smeltovens

Titaniumschroot wordt gekenmerkt door een hoog smeltpunt, een sterke corrosievermogen, een hoge geleidbaarheid en een sterke stijging van de viscositeit in de buurt van het smeltpunt.Deze eigenschappen ondergaan aanzienlijke veranderingen met variaties in de samenstelling tijdens het smelten.

2.1 Hoog geleidingsvermogen en open boogsmeltkenmerken

2.1.1 Hoge geleidbaarheid van titaniumschlaag

Ilmeniet vertoont een aanzienlijke elektrische geleidbaarheid in gesmolten toestand, variërend van 2,0 tot 2,5 ks/m bij 1500°C en stijgend tot 5,5 tot 6,0 ks/m bij 1800°C.de samenstelling van de smelt verandert, wat leidt tot een afname van het FeO-gehalte en een toename van TiO2 en minder waardevolle titaniumoxiden, die de geleidbaarheid snel verhogen.Canadian Sorel-titanslak heeft een geleidbaarheid van 15-20 ks/m bij 1750°C, aanzienlijk hoger dan dat van gewone slakken (100 s/m bij dezelfde temperatuur) en ionische elektrolyten zoals vloeibare NaCl (ongeveer 400 s/m bij 900°C).Temperatuurverschillen hebben een minimale invloed op de geleidbaarheid van titaniumschlaag, met vermelding van de eigenschappen van de elektronische geleider.

2.1.2 Kenmerken van open boogsmelting

De hoge geleidbaarheid van titaniumschlaag bepaalt de open boogsmelting in elektrische ovens, waarbij de primaire warmtebron de boogwarmte is tussen het eind van de elektrode en het gesmolten zwembadoppervlak,In tegenstelling hiertoe is de hoge slagweerstand gebaseerd op de warmteweerstand van de slag, de zogenaamde ondergedompelde boogsmelt.Titaniumschlaag kan kortdurende ondergedompelde boogkenmerken hebben.Het is echter niet zo eenvoudig om de opbrengst van de productie te berekenen, maar naarmate het proces vordert, wordt open boogsmelting dominant, waarbij in de latere stadia boogwarmte tot 97% uitmaakt.

2.2 Effecten van smeltpunt en viscositeit op het smeltproces

2.2.1 Smeltpunt

Titaniumschroot, voornamelijk samengesteld uit titaniumoxide, heeft een hoog smeltpunt van 1580 tot 1700 °C, dat toeneemt met het TiO2-gehalte.Bij hoge temperatuursmelting is geconcentreerde warmte in de reductiezone nodig.

2.2.2 Viscositeit

Titaniumschroot heeft een korte schrootkenmerken, met een lage viscositeit wanneer volledig gesmolten boven zijn smeltpunt.de viscositeit stijgt sterk in de buurt van het smeltpunt als gevolg van een smal kristallisatietemperatuurbereik, wat leidt tot het neerslaan van kristallijne vaste stoffen die de smelt viskeus maken, waardoor de slagfluiditeit en het afvoervermogen verminderen.

2.3 Hoge chemische activiteit en impact op de oven

Titaniumschroot, dat voornamelijk bestaat uit TiO2 met aanzienlijk minder waardevol titaniumoxide, vertoont een hoge chemische activiteit en corrodereert de meeste metalen en niet-metalen materialen.een laag titaniumschroot wordt opgehangen aan de ovenvoer tijdens de reductiesmelte.

2.4 Kook van titaniumschlaag smelt

De reductiereactie vindt voornamelijk plaats op het smeltoppervlak.maar plotselinge instortingen van vaste ladingen of afdaling van koolstofrijk ijzer door de smelt kan gewelddadige reacties veroorzaken op de interfaces van metaal ijzer-slagDit kan elektroden onderdompelen, de instantane stroom verhogen, kortsluitingen veroorzaken en het smelten destabiliseren.Door middel van continue voeding en gesloten smeltmethoden kan het koken worden verminderd en de ovenomstandigheden worden gestabiliseerd.

2.5 Gevolgen van onzuiverheidselementen

Het smeltpunt van titaniumschlaag stijgt met het TiO2-gehalte en de reductiegraad (Ti2O3/TiO2-verhouding).76Onzuiverheidselementen zoals FeO, MgO, CaO, MnO en Al2O3 vormen binaire verbindingen en eutectische punten met TiO2,verlaging van het smeltpunt binnen bepaalde inhoudsgrenzenHet gebruik van titanium als slagvormende stof is echter beperkt door overmatige onzuiverheden.

3. Hoofdprocesvoorwaarden en -operaties

3.1 Koolstofgehalte

Het theoretische koolstofgehalte, berekend op basis van de omzetting van alle Fe2O3 in FeO, waarbij 96% FeO wordt gereduceerd tot metaal ijzer en 30% TiO2 wordt gereduceerd tot Ti3O5,en goed voor 2% verkoudering van ijzer in het gesmolten reservoirDe waarde van het toegevoegde erts bedraagt 7,98% van het toegevoegde erts, terwijl de waarde van het toegevoegde erts voor het omgezette cokespoeder 9,85% bedraagt, met een feitelijk koolstofgehalte van ongeveer 12%.

3.2 Elektrische parameters

Vanwege de mismatches tussen de elektrische oven en de transformator en de beperkte testovens wordt de secundaire werkspanning voor het smelten op 100 V ingesteld.

3.3 Smeltoperatie

Elke oven wordt geladen met 1,49 ton titaniumconcentraat, waarvan 0,78 ton gelijktijdig wordt toegevoegd als mengsel met asfalt en cokepoeder en gecompacteerd.71 ton wordt intermitterend toegevoegd tijdens het smelten door het elektrode gat om kwaliteit aan te passen en te voorkomen dat slakken draaienBij de ontlading wordt de stroom uitgeschakeld en wordt zuurstof gebruikt om door de ovenmond te branden.Slag en ijzer worden gemengd en in een slagbak gelegdHet is de eerste keer dat een zwart- en witte ijzer in een zanderbak wordt gegooid om 80 tot 90 kg ijzerblokken te vormen.de ovenafvoer is verstopt, en ongeveer 60 kg erts en 7 kg cokepoeder worden toegevoegd langs de drie elektrodeholes, gevolgd door het slaan, het toevoegen van materialen, het stampen met een hamer, het ontladen van elektroden, het sluiten van de schakelaar,en sturen kracht om de volgende oven te smeltenDe stroomvoorziening voor de tweede oven duurt ongeveer 10 tot 20 minuten.

4Fase-structuur van titaniumschlaag en titaniumerts

4.1 Fase-structuur van ilmenite

Ilmeniet, met de chemische formule FeTiO3 en een theoretisch TiO2-gehalte van 52,6%, komt gewoonlijk voor als FeTiO3 en verweerde ilmeniet in de natuur.Verweerd ilmenite vormt verschillende fysieke fase composities, zoals brookite, gemodificeerde brookite, witte titanium en rutile, met toenemende verwering diepte en TiO2-gehalte.uitgedrukt door de algemene formule m((Fe,Mg,Mn).TiO2).n((Fe,Cr,Al) 2O3), waarbij m + n = 1.

Het minerale mineraal van titanium wordt onderverdeeld in steenerts en placer.hoog MgO-gehaltePlacer, gevormd uit verweerd gesteenteerts, heeft een hoog Fe2O3-gehalte, een lage FeO/Fe2O3-verhouding, een laag onzuiverheidsgehalte, een losse minerale structuur,met een gehalte aan TiO2 van maximaal 95-100% in rutielerts.

4.2 Fase samensmelting van titaniumschlaag

Titanslak, gevormd na het smelten van ilmenite in een elektrische oven, bestaat uit twee hoofdfasen:

·

90-95% Pseudo-plaat titaniumfase: Samengesteld uit (FeTi2O5) a ((MgTi2O5) b ((Al2TiO5) c ((MnTi2O5) d ((V2TiO5) e ((Ti3O5) f), ook wel bekend als zwarte titanite vaste oplossing fase, waarbij a + b + c + d + e + f = 1.de typische samenstelling van Sorel-schlaag is (FeTi2O5) 0.31(MgTi2O5)0.30(Al2TiO5)0.06(MnTi2O5)0.008(V2TiO5)0.012(Ti3O5)0.31.

·

·

5-10% silicaat in glasvorm: (Ca, Al, Mg, Fe, Ti) SiO3, met een typische samenstelling van SiO2 60%, Al2O3 18-20%, CaO 9-10%, MgO 1-4%, FeO 2-4% en TiO2 3-4%.

·

Titaniumschlaag gesmolten in een elektrische oven wordt onderverdeeld in zuuroplosbare titaniumschlaag en titaniumchloride-schlaag.wordt gebruikt voor de productie van titaniumdioxide met de zwavelzuurmethode en heeft de volgende kenmerken::

1.Goede zuuroplosbaarheid, met een acidolyse-snelheid ≥ 94%.

2.Voor een goede acidolyseprestatie moeten passende hoeveelheden co-oplosmiddelverontreinigingen FeO en MgO worden gebruikt.

3.Gecontroleerd titaniumgehalte met een lagere waarde.

4.Verontreinigingen (zwavel, fosfor, chroom, vanadium) die schadelijk zijn voor de productie van titaniumdioxide mogen de normen niet overschrijden.

Titaniumchloride-schlaag, gebruikt voor de productie van titaniumdioxide met de chloride methode, heeft de volgende kenmerken:

1.Hoog TiO2-gehalte, over het algemeen ≥ 92%.

2.CaO + MgO-gehalte, dat tijdens de chloorbehandeling kleefstof vormt, in het algemeen ≤ 1%.

3.Deeltjesgrootteverdeling voldoet aan de vereisten voor fluidisering.

Wij zijn een professionele fabrikant van elektrische ovens. voor verdere vragen, of als u onderwater boogovens, elektrische boogovens, lepel raffinage ovens, of andere smeltapparatuur nodig,Neem contact met ons op.Susana@aeaxa.com