Mida teada titaankäsna kohta
Titaankäsn on oluline tooraine, mida kasutatakse titaanisulamite ja muude titaanitoodete tootmisel. Niisiis, kuidas titaanist käsn luuakse? Siin on lühike tutvustus:
1. Kuidas titaankäsna toodetakse?
Titaanimaagi rafineerimine: Titaankäsna tootmine algab tavaliselt titaanimaagist (nagu ilmeniit, rutiilimaak jne). Esiteks läbib titaanimaak kõrgekvaliteedilise titaanimaagi ekstraheerimiseks maagi rikastamise ja purustamise.
Kloriidi leostumine: Titaanimaak sisaldab tavaliselt oksiide ja väikeses koguses, nii et titaani ekstraheerimiseks tuleb see kloriidiga leostuda. Selles etapis reageerib maak gaasilise klooriga, tekitades gaasi titaankloriidi (TiCl4).
Gaasi titaankloriidi puhastamine: titaankloriidgaasi tuleb selle eesmärgi saavutamiseks puhastada. Titaankloriidgaasi puhastamiseks kasutatakse tavaliselt selliseid tehnoloogiaid nagu kondensatsioon ja täiustamine.
Redutseeritud titaankäsna valmistamine: puhastatud titaankloriidgaas reageerib kõrgel temperatuuril puhta magneesiumipulbri või muude ainetega, moodustades titaankäsna. Selles etapis toodetakse titaankäsn pulbri või plokkide kujul.
Titaankäsna töötlemine: Titaankäsna toodetakse tavaliselt väikestes kogustes ja see nõuab titaankäsna toodete nõuete täitmiseks täiendavat töötlemist, näiteks oksüdeerimist, lisandite eemaldamist, rafineerimist jne.
2. Titaankäsna töötlemisprotsess:
⑴ Kloorimisprotsess. Titaantetrakloriid on titaankäsna tootmise peamine tooraine. Praegu on kolm peamist valmistamismeetodit: keev kloorimine, sulasoola kloorimine ja šahtahju kloorimine.
Keev kloorimise meetod on praegu peamine meetod titaantetrakloriidi tootmiseks. Keevkloorimine on meetod, mis kasutab peeneteralisi titaanirikkaid materjale ja tahket süsinikku (naftakoksi) redutseerivat ainet, et viia läbi keevfaasis kloorimisreaktsioon kõrge temperatuuri ja kloorigaasi voolu toimel titaantetrakloriidi tootmiseks. Pärast aastakümneid kestnud uurimis- ja arendustegevust on sellel meetodil arenenud tootmisprotsess ja seda kasutatakse laialdaselt nii kodu- kui ka välismaal.
Sulasoola kloorimine on meetod titaantetrakloriidi valmistamiseks, suspendeerides peeneks jahvatatud titaanräbu või rutiili ja naftakoksi sulasoolas (põhikomponendid on KCl, NaCl, MgCl2 ja CaCl2) ning juhtides gaasi kloori.
Šahtahju kloorimine hõlmab titaankloriidräbu (või rutiili) ja naftakoksi peeneks jahvatamist, sideaine lisamist, nende segamist brikettide moodustamiseks ja seejärel koksimist. Saadud briketid laotakse vertikaalsesse kloorimisahju. Tahkes kihis gaasilise klooriga reageerimise meetodit titaantetrakloriidi saamiseks nimetatakse ka fikseeritud kihi kloorimiseks või pelletite kloorimiseks. See meetod on põhimõtteliselt kõrvaldatud madala toodangu ja madala tootekvaliteedi tõttu.
⑵ Rafineerimisprotsess
Titaantetrakloriidi rafineerimine ja puhastamine hõlmab peamiselt destilleerimise kasutamist kõrge keemistemperatuuriga lisandite ja madala keemistemperatuuriga lisandite eemaldamiseks ning keemiliste meetodite kasutamist vanaadiumi lisandite eemaldamiseks.
Minu kodumaal on titaantetroksiidi destilleerimiseks pikka aega kasutatud suure tõhususega ujukklapiga destilleerimistorni ja selle mõju on väga hea.
Mis puutub vanaadiumi eemaldamise meetodisse, siis vanadiini eemaldamiseks on vanasti kasutatud vasktraati. Siiski on probleeme, nagu suur vasktraadi tarbimine, kõrge hind ja suur töömahukus. Seda meetodit hakatakse praegu järk-järgult kaotama. Vanaadiumi eemaldamine alumiiniumipulbrist on odavam ja reoveevaba meetod parem. Vanaadiumi eemaldamise räbu saab kasutada ka vanaadiumi ekstraheerimiseks, mida Hiinas propageeritakse.
⑶ Redutseerimis-destilleerimisprotsess
Titaankäsna tootmiseks kasutatakse redutseerimis-destilleerimise meetodit. Tavaliselt kasutatakse kahte kombineerimisprotsessi: "I-tüüpi kombineerimismeetod" ja "∩-tüüpi kombineerimismeetod". I-tüüpi liitemeetodit nimetatakse ka jadameetodiks ja ∩-tüüpi liitemeetodit nimetatakse ka paralleelmeetodiks. Mõlemal meetodil on oma ainulaadsed eelised ja neid kasutatakse meie riigis.
⑷ Elektrolüütiline magneesiumiprotsess
Praegu on välismaised titaankäsna tehased laialdaselt kasutanud mitmepolaarseid elektrolüüsijaid ja separaatorita magneesiumelektrolüüsijaid. Kodumaine elektrolüütiline magneesiumitehnoloogia on aga suhteliselt mahajäänud, mille tulemuseks on titaankäsna tootmisel suur energia- ja kloorikulu. Seetõttu on viimastel aastatel uued kodumaised tehased kasutusele võtnud täiustatud suuremahulised mitmepooluselised elektrolüsaatorid ja separaatorivabad magneesiumelektrolüsaatorid ning tootmistehnoloogiat on oluliselt täiustatud.
Praegu on minu riigi titaankäsna tootmisvõimsus maailmas esikohal. Võrreldes rahvusvahelise kõrgtasemega on tootmismahus, tootmistehnoloogias ja tootekvaliteedis siiski teatav lõhe. Ülesanne tõeliselt rahvusvahelisele kõrgtasemele jõuda on endiselt väga vaevarikas.
