Разделка и обработка продуктов плавки ⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 7Следующая ⇒ После затвердения (через четыре часа) слитки шлака извлекают из изложниц и помещают на остывочную площадку ещё на 8—10 ч. Остывшие слитки взвешивают и отгружают на переработку: шлак дробят, измельчают, подвергают магнитной сепарации и отправляют потребителю.  В процессе охлаждения, хранения и переработки шлака низшие окислы (TiO, Ti2O3, Ti3O5), на получение которых была затрачена энергия, вновь окисляются кислородом воздуха до TiO2, в результате чего содержание титана в шлаке снижается на 2—5%. Также при охлаждении происходит частичное саморассыпание шлака — декриптация: растрескивание слитка от наружной поверхности до сердцевины. Окисление шлака происходит с уменьшением его объемной массы, вследствие чего происходит саморассыпаемость. Полученный чугун заливают в дуговую электропечь, рафинируют, обессеривают известью и разливают в слитки или чушку, которые используют в сталелитейном или чугунолитейном производстве. Обычно чугун имеет состав, %: 1, 6-2, 3 С; 0, 05-0, 3 Тi; 0, 2-0, 7 Si; 0, 05-0, 15 Мn; 0, 08-0, 3 S; 0, 05- 0, 30 Р. При плавке некоторых концентратов получают специальный чугун, легированный хромом до 2%, марганцем до 1% и титаном до 1%. Контрольные вопросы 1 Физико-химические основы процесса рудотермической плавки. 2 Какие виды шихты загружают в печь? Почему у печи три загрузочных бункера? 3 Чем объясняется применение связующего-щёлока на натриевой основе? 4 Что получают при восстановительной плавке титановых концентратов? 5 Почему не применяют угольную футеровку электропечей для выплавки титановых шлаков? 6 Технологические этапы восстановительной плавки. Зачем нужна доводка шлака? 7 Признаки нормальной работы электропечи. 8 Что такое декриптация?   ВАРИАНТ 1	ВАРИАНТ 2
Состав концентрата	TiO2	FeO	Fe2O3	SiO2	Al2O3	Состав концентрата	TiO2	FeO	Fe2O3	SiO2	Al2O3
	52, 8	35, 3	6, 88	1, 78	1, 22		61, 1	35, 8	7, 25	2, 1	1, 57
Состав антрацита	C	зола	летучие	H2O	S	Состав антрацита	C	зола	летучие	H2O	S
	87	7, 9	2, 9	1, 4	1, 9		88	8, 22	3, 3	1, 5	1, 4
Зола антрацита	Fe2O3	SiO2	Al2O3	-	-	Зола антрацита	Fe2O3	SiO2	Al2O3	-	-
	24, 8	43	18, 8	-	-		26, 5	47	20, 6	-	-
ВАРИАНТ 3						ВАРИАНТ 4
Состав концентрата	TiO2	FeO	Fe2O3	SiO2	Al2O3	Состав концентрата	TiO2	FeO	Fe2O3	SiO2	Al2O3
	54, 8	38, 2	7, 78	1, 9	1, 93		52, 3	36, 8	8, 12	2, 18	2, 05
Состав антрацита	C	зола	летучие	H2O	S	Состав антрацита	C	зола	летучие	H2O	S
	89	6, 95	3, 6	1, 6	1, 5		87	7, 88	3, 8	1, 4	1, 6
Зола антрацита	Fe2O3	SiO2	Al2O3	-	-	Зола антрацита	Fe2O3	SiO2	Al2O3	-	-
	25, 6	44	22, 3	-	-		25, 7	46	19, 4	-	-
ВАРИАНТ 5						ВАРИАНТ 6
Состав концентрата	TiO2	FeO	Fe2O3	SiO2	Al2O3	Состав концентрата	TiO2	FeO	Fe2O3	SiO2	Al2O3
	58, 5	37, 2	8, 48	2, 36	2, 10		52, 2	37, 7	8, 63	2, 76	2, 52
Состав антрацита	C	зола	летучие	H2O	S	Состав антрацита	C	зола	летучие	H2O	S
	87	8, 31	4, 1	1, 5	1, 7		90	8, 15	4, 3	1, 6	1, 8
Зола антрацита	Fe2O3	SiO2	Al2O3	-	-	Зола антрацита	Fe2O3	SiO2	Al2O3	-	-
	26, 8	45	21, 7	-	-		27, 3	48	20, 8	-	-
ВАРИАНТ 7						ВАРИАНТ 8
Состав концентрата	TiO2	FeO	Fe2O3	SiO2	Al2O3	Состав концентрата	TiO2	FeO	Fe2O3	SiO2	Al2O3
	56, 5	35, 0	6, 80	1, 78	1, 75		54, 1	35, 8	7, 25	2, 1	1, 74
Состав антрацита	C	зола	летучие	H2O	S	Состав антрацита	C	зола	летучие	H2O	S
	87	8, 77	2, 9	1, 4	1, 7		88	7, 22	3, 3	1, 5	1, 4
Зола антрацита	Fe2O3	SiO2	Al2O3	-	-	Зола антрацита	Fe2O3	SiO2	Al2O3	-	-
	25, 8	44	18, 8	-	-		26, 5	47	20, 6	-	-
ВАРИАНТ 9						ВАРИАНТ 10
Состав концентрата	TiO2	FeO	Fe2O3	SiO2	Al2O3	Состав концентрата	TiO2	FeO	Fe2O3	SiO2	Al2O3
	57, 6	36, 2	7, 78	2, 05	1, 93		52, 3	36, 8	8, 42	2, 38	2, 05
Состав антрацита	C	зола	летучие	H2O	S	Состав антрацита	C	зола	летучие	H2O	S
	86	7, 95	3, 6	1, 6	1, 5		88	9, 08	3, 8	1, 4	1, 6
Зола антрацита	Fe2O3	SiO2	Al2O3	-	-	Зола антрацита	Fe2O3	SiO2	Al2O3	-	-
	25, 1	44	22, 7	-	-		25, 7	46	19, 6	-	-
ВАРИАНТ 11						ВАРИАНТ 12
Состав концентрата	TiO2	FeO	Fe2O3	SiO2	Al2O3	Состав концентрата	TiO2	FeO	Fe2O3	SiO2	Al2O3
	55, 5	37, 2	8, 18	2, 46	2, 10		52, 8	37, 7	8, 05	2, 26	2, 42
Состав антрацита	C	зола	летучие	H2O	S	Состав антрацита	C	зола	летучие	H2O	S
	87	8, 31	4, 1	1, 5	1, 7		86	8, 15	4, 3	1, 6	1, 7
Зола антрацита	Fe2O3	SiO2	Al2O3	-	-	Зола антрацита	Fe2O3	SiO2	Al2O3	-	-
	26, 8	45	21, 7	-	-		27, 3	48	21, 8	-	-
ВАРИАНТ 13						ВАРИАНТ 14
Состав концентрата	TiO2	FeO	Fe2O3	SiO2	Al2O3	Состав концентрата	TiO2	FeO	Fe2O3	SiO2	Al2O3
	53, 8	33, 3	6, 88	1, 78	1, 32		58, 4	37, 8	7, 25	2, 4	1, 88
Состав антрацита	C	зола	летучие	H2O	S	Состав антрацита	C	зола	летучие	H2O	S
	87	9, 12	3, 9	1, 4	1, 9		88	8, 27	3, 3	1, 5	1, 4
Зола антрацита	Fe2O3	SiO2	Al2O3	-	-	Зола антрацита	Fe2O3	SiO2	Al2O3	-	-
	25, 8	42	19, 8	-	-		26, 5	47	20, 6	-	-
ВАРИАНТ 15						ВАРИАНТ 16
Состав концентрата	TiO2	FeO	Fe2O3	SiO2	Al2O3	Состав концентрата	TiO2	FeO	Fe2O3	SiO2	Al2O3
	54, 6	36, 2	7, 78	1, 9	1, 97		62, 3	36, 8	8, 16	2, 18	2, 05
Состав антрацита	C	зола	летучие	H2O	S	Состав антрацита	C	зола	летучие	H2O	S
	89	7, 90	3, 7	1, 6	1, 5		85	8, 88	3, 8	1, 4	1, 6
Зола антрацита	Fe2O3	SiO2	Al2O3	-	-	Зола антрацита	Fe2O3	SiO2	Al2O3	-	-
	26, 6	43	22, 3	-	-		25, 7	46	19, 9	-	-

Практическая работа № 2. Изучение конструкции хлораторов

Цели работы:

1. Систематизация и закрепление знаний по теме " Хлорирование титановых шлаков".

2. Изучение оборудования процесса хлорирования титановых шлаков.

3. Закрепление умений составлять и объяснять АТС.

 

Ход работы:

1. Ознакомиться с теорией хлорирования.

2. Изучить конструкцию и технологию расплавного (солевого) хлоратора.

3. Изучить конструкцию и технологию хлоратора типа шахтной печи (ШП).

4. Составить АТС процесса хлорирования, сделать рисунки хлораторов.

5. Подготовиться к защите работы и ответить на контрольные вопросы.

 

 

Теоретические основы хлорирования

Хлорная металлургия - технология взаимодействия хлора или его соединений с оксидами металлов и перевод их в хлориды или оксохлориды металла. Хлор при этом замещает кислород в оксиде. Процесс хлорирования любого оксида можно выразить уравнением

2МеО + 2С1₂ = 2МеСl₂ + О₂                                                                           (1)

По склонности к хлорированию оксиды металлов можно расположить в следующий ряд:

К₂O > Na₂О > СаО > МnО > FеО > МgО > ТiO₂ > Аl₂O₃ > SiO₂

Оксиды К₂O, Na₂О, СаО, МnО, FеО полностью хлорируются по реакции (1). Хлорирование МgО, ТiO₂, Аl₂O₃ и SiO₂ практически невозможно осуществить без восстановителя, так как выделяющийся кислород вновь окисляет продукт реакции. Поэтому обычно используют углерод, который в зависимости от температуры и способов хлорирования связывает кислород в СО₂ и СО. При температуре 800 °С и выше реакция протекает с образованием преимущественно СО₂. Реакции хлорирования экзотермические, т.е.идут с большим выделением тепла.

Хлорирование TiО₂ в присутствии углерода является сложным многоступенчатым процессом из-за:

1) сложного состава шихты. Углерод, оксиды титана, железа, марганца, хрома, алюминия, ванадия, кремния по-разному влияют на процесс хлорирования;

2)  условий процесса хлорирования:  температуры, вида восстановителя, состава расплава, активности хлорируемых оксидов, скорости подачи и концентрации хлора и т.д.

Основные реакции хлорирования диоксида титана в присутствии углерода:

TiО₂ + С + 2Сl₂ = TiСl₄ + СО₂                                                                         (2)

TiO₂ + 2С + 2Сl₂ = TiСl₄  + 2СО                                                                    (3)

Существенная особенность процесса хлорирования – огромная скорость химических реакций и высокая степень хлорирования всех компонентов. При температуре процесса 700— 900 °С основная часть хлоридов находится в газообразном и парообразном виде, и на выходе из хлоратора образуется парогазовая смесь (ПГС).

Таблица 1 - Температуры плавления и кипения хлоридов при атмосферном давлении

Хлорид	Т пл, º C	Т кип, º C
NaCl	800	1465
KCl	775	1407
CaCl2	782	1900
MgCl2	714	1413
MnCl2	660	1190
FeCl2	667	1026
FeCl3	302	319 (сублимация)
AlCl3	193 (под давлением)	180 (сублимация)
TiCl4	-24	136, 6
SiCl4	-70, 4	56, 8
VOCl3	-77	127, 7
CCl4	23, 8	76.6
C2Cl6	227	309

 

В  России титаносодержащее сырьё хлорируют в хлораторах двух видов: расплавном и в шахтной печи с подвижным слоем брикетов (ШП). Для хлорирования сырья с повышенным содержанием щелочноземельных элементов используют солевой хлоратор, в котором хлорирование осуществляется в расплаве хлоридов. Шахтные хлораторы используют для хлорирования так называемых «сухих» титансодержащих материалов с низким содержанием в них железа, щелочных и щелочноземельных металлов.

Подготовка сырья к хлорированию

Титановые шлаки, получающиеся при рудотермической восстановительной плавке железо-титановых концентратов,  дробят в щековой, затем в конусной дробилках и размалывают в шаровых мельницах до содержания 90% фракции 0, 105 мм. Магнитной сепарацией доводят содержание железа в шлаке менее 4%.

Восстановителем служит нефтяной кокс, который дробят и измельчают до 0, 1-0, 16 мм.

Для расплавного хлоратора размолотые шлак и кокс дозируют и смешивают в обогреваемых смесителях. Если применяют раздельную загрузку сырья, то шлак и кокс сушат раздельно до полного удаления влаги и летучих.

Для шахтного хлоратора готовят брикеты, содержащие 20-25% кокса, 10-15% связующего (сульфитноцеллюлозного щёлока), и остальное – титановый шлак. Готовые брикеты коксуют при 700— 900°С, при этом удаляются влага и легколетучие примеси

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: