Cosa sapere sulla spugna di titanio
La spugna di titanio è un'importante materia prima utilizzata nella produzione di leghe di titanio e altri prodotti in titanio. Allora come viene generata la spugna di titanio? Ecco una breve introduzione:
1. Come viene prodotta la spugna di titanio:
Raffinazione del minerale di titanio: la produzione di spugna di titanio inizia solitamente dal minerale di titanio (come ilmenite, minerale rutilo, ecc.). Innanzitutto, il minerale di titanio viene sottoposto ad arricchimento e frantumazione per estrarre minerale di titanio di alta qualità.
Lisciviazione del cloruro: il minerale di titanio solitamente contiene ossidi e piccole quantità, quindi deve essere lisciviato dal cloruro per estrarre il titanio. In questa fase, il minerale reagisce con il cloro gassoso per generare gas di cloruro di titanio (TiCl4).
Purificazione del gas di cloruro di titanio: il gas di cloruro di titanio deve essere purificato per raggiungere il suo scopo. Tecnologie come la condensazione e il miglioramento vengono solitamente utilizzate per purificare il gas di cloruro di titanio.
Generazione di spugna di titanio ridotta: il gas di cloruro di titanio purificato reagisce con polvere di magnesio puro o altri agenti ad alta temperatura per generare spugna di titanio. In questa fase, la spugna di titanio viene prodotta sotto forma di polvere o blocco.
Lavorazione della spugna di titanio: la spugna di titanio viene solitamente generata in piccole quantità e richiede un'ulteriore lavorazione, come l'ossidazione, la rimozione delle impurità, la raffinazione, ecc., per soddisfare i requisiti dei prodotti in spugna di titanio.
2. Processo di lavorazione della spugna di titanio:
⑴ Processo di clorazione. Il tetracloruro di titanio è la principale materia prima per la produzione della spugna di titanio. Attualmente esistono tre metodi di preparazione principali: clorazione mediante ebollizione, clorazione a sali fusi e clorazione in forno a tino.
Il metodo della clorazione bollente è attualmente il metodo principale per produrre tetracloruro di titanio. La clorazione bollente è un metodo che utilizza materiali ricchi di titanio a grana fine e un agente riducente solido carbonioso (coke di petrolio) per eseguire una reazione di clorazione in uno stato fluidizzato sotto l'azione di alta temperatura e flusso di gas di cloro per produrre tetracloruro di titanio. Dopo decenni di ricerca e sviluppo, questo metodo ha un processo di produzione maturo ed è ampiamente utilizzato in patria e all'estero.
La clorazione a sali fusi è un metodo per preparare il tetracloruro di titanio sospendendo scorie di titanio finemente macinate o rutilo e coke di petrolio in un mezzo di sale fuso (i componenti principali sono KCl, NaCl, MgCl2 e CaCl2) e passando in cloro gassoso.
La clorazione in forni a tino prevede la macinazione fine di scorie di cloruro di titanio (o rutilo) e coke di petrolio, l'aggiunta di un legante, la loro miscelazione per formare bricchette e quindi la loro cokefazione. Le bricchette risultanti vengono impilate in un forno di clorazione verticale. Il metodo di reazione con il cloro gassoso nello stato di strato solido per produrre tetracloruro di titanio è anche chiamato clorazione a strato fisso o clorazione a pellet. Questo metodo è stato sostanzialmente eliminato a causa della bassa produttività e della bassa qualità del prodotto.
⑵ Processo di raffinazione
La raffinazione e la purificazione del tetracloruro di titanio comprende principalmente l'uso della distillazione per rimuovere le impurità ad alto punto di ebollizione e le impurità a basso punto di ebollizione e l'uso di metodi chimici per rimuovere le impurità di vanadio.
Per la distillazione del tetrossido di titanio, il mio paese utilizza da tempo una torre di distillazione con valvola a galleggiante ad alta efficienza e l'effetto è molto buono.
Per quanto riguarda il metodo di rimozione del vanadio, in passato è stato utilizzato filo di rame per rimuovere il vanadio. Tuttavia, ci sono problemi come il grande consumo di filo di rame, i costi elevati e l’elevata intensità di manodopera. Attualmente questo metodo viene gradualmente eliminato. La rimozione del vanadio dalla polvere di alluminio è un metodo migliore a basso costo e senza acque di scarico. Le scorie di rimozione del vanadio possono essere utilizzate anche per estrarre il vanadio, che viene promosso in Cina.
⑶ Processo di riduzione-distillazione
Il metodo di distillazione-riduzione viene utilizzato per produrre spugna di titanio. Esistono due processi di combinazione comunemente utilizzati: "metodo di combinazione di tipo I" e "metodo di combinazione di tipo ∩". Il metodo dei giunti di tipo I è anche chiamato metodo delle serie, mentre il metodo dei giunti di tipo ∩ è anche chiamato metodo parallelo. Entrambi i metodi hanno i loro vantaggi unici e vengono utilizzati nel nostro paese.
⑷ Processo elettrolitico del magnesio
Allo stato attuale, le fabbriche straniere di spugne di titanio hanno ampiamente utilizzato elettrolizzatori multipolari ed elettrolizzatori di magnesio senza separatori. Tuttavia, la tecnologia domestica del magnesio elettrolitico è relativamente arretrata, con conseguenti elevati consumi di energia e cloro nella produzione della spugna di titanio. Pertanto, negli ultimi anni, nuove fabbriche nazionali hanno adottato elettrolizzatori multipolari avanzati su larga scala ed elettrolizzatori al magnesio senza separatori e la tecnologia di produzione è stata notevolmente migliorata.
Attualmente, la capacità produttiva di spugne di titanio del mio paese è al primo posto nel mondo. Tuttavia, rispetto al livello avanzato internazionale, esiste ancora un certo divario nella scala di produzione, nella tecnologia di produzione e nella qualità del prodotto. Il compito di raggiungere veramente il livello avanzato internazionale è ancora molto arduo.
