鈦礦粉分離機
① 尾礦里提取鈦沒有方法和設備嗎
引言
金屬鈦及其合金具有許多其它金屬材料無法替代的優異性能,用途廣泛。鈦一向被人們認為是
稀有金屬,其實它在地殼中的豐度很高,以結構金屬計,鈦在鋁、鐵和鎂之後,位列第四,為0.56%,比常見的有色金屬銅、鎳、鉛、鋅的總和還要多很多。
鈦礦資源主要有金紅石和鈦鐵礦兩種,其中鈦鐵礦按其成因不同又分為砂礦和岩礦。砂礦的結構
比較疏鬆,品位也較高.主要分布在熱帶和亞熱帶氣候潮濕的沿海地區和內河區域,主要產地有澳大利亞、印度、斯里蘭卡等地。鈦礦資源以岩礦居多,岩礦系原生礦,結構緻密,成分復雜,品位相對較低,通常產地集中,儲量很大,有一定的開采價值,主要產地有中國、美國、加拿大、挪威和前蘇聯等。
我國的鈦資源位居世界之首,約佔40%,分布在20多個省區的100多處礦區,主要集中在西南、中南和華北地區。攀西地區的釩鈦磁鐵礦是世界知名的綜合性礦床。儲量十分豐富,占我國鈦資源的92%,為我國鈦工業提供了雄厚的資源基礎…。
由於傳統的鈦冶煉工藝投資大、流程長、成本高、對環境污染較為嚴重,鈦的產量一直處於較低
水平。2007年全球海綿鈦的產量僅17萬t。
1鈦冶金工藝概述
1.1傳統的鈦冶金工藝
傳統的鈦冶煉工藝為克勞爾法[21,採用金屬鈉或金屬鎂還原四氯化鈦製得金屬鈦,因在鈦的熔點
以下生產,得到的金屬鈦呈海綿狀,所以稱為海綿鈦。
克勞爾工藝有3個主要工序:富鈦料的製取(如果採用金紅石則可省略),四氯化鈦的制備和還原蒸餾生產海綿鈦。
富鈦料製取一般處理的是鈦鐵礦.目的是盡可能去除鐵。使鈦組分富集;四氯化鈦的制備是用氯
氣將富鈦料中的鈦組分由氧化物轉化為氯化物,包括氯化和精製兩部分:用金屬鎂蒸汽還原蒸餾四氯化鈦,在900 oC左右四氯化鈦和鎂蒸汽混合反應便可得到海綿鈦。
克勞爾工藝不連續,流程長,工序多,並且常溫下TICl4具有揮發性、腐蝕性,使得海綿鈦生產成本高.限制了鈦在各行業的應用。
1.2鈦冶金新工藝
為了降低金屬鈦的生產成本,相關人員探索研究了許多提取鈦的新方法,主要有TiCh電解工藝、FFC工藝、OS工藝、預還原成型工藝(PRP)、QIT工藝、MER工藝、ITP(Armtrong)SE藝,目前被認為最有希望替代克勞爾法在未來鈦冶金工業化生產中應用的是熔鹽電解法,人們希望能夠象電解鋁那樣生產金屬鈦。
1.2.1 TiCl4電解P--53
TiCl。電解還原法曾被認為可能取代克勞爾工藝,它是在熔鹽中(如氯化鈉)溶解鈦,電解過程中
四價鈦在陰極逐步被還原成金屬鈦析出,陽極放出氯氣。美國、日本、前蘇聯、義大利、法國、中國等都對TiCL電解還原法進行了長期深人的研究,也曾建造了幾家小型工廠.但由於實際生產中存在鈦的各價離子間的氧化還原反應、隔膜破壞、枝晶等問題,未達到預期的技術經濟指標,這些工廠都已停產關閉。
1.2.2 FFC工藝
FFC法又稱為劍橋工藝.2000年由英國劍橋大學的D·J·Fray教授及其合作者提出。它是使固體
TiO:經過一定處理後作為陰極,石墨作為陽極,鹼土金屬的熔融氯化物f如CaCl2)作為電解質進行熔鹽電解,當外加的電壓低於熔鹽的分解電壓時(實驗中的工作電壓為2.8~3.2 V),陰極上的氧電離後進入電解質擴散到陽極,並在陽極生成O:或與碳結合生成CO。氣體放出,陰極上則析出純金屬鈦。該方法由於將原有的電化學脫氧過程轉變為直接以氧化物為原料電解生產金屬鈦,引起了世界冶金界專家學者和產業界的極大興趣。
FFC法的優點為:不產生氯氣,不使用TiCL等強腐蝕性污染環境的化學物質,是一種綠色工藝:生產周期短。產品適於粉末冶金成形,取消了鑄造、機加工和其他昂貴的加工過程.可節省大量的生產成本。但其存在產物海綿鈦氧含量較高,工藝不連續,電流效率較低的缺點。
1.2.3 OS工藝
此方法由日本的One和Suzuki提出,其主要特點是用電解得到的鈣將TiO:還原為金屬鈦。在Ca,CaO/CaCl:熔鹽中,以石墨坩堝為陽極,用不銹鋼網做成陰極,TiO:粉末直接放入陰極籃中,在兩極間加電壓進行恆流電解,採用的電壓高於CaO的分解電壓而低於CaCI:的分解電壓,Caz+在陰極上還原為鈣,氧在陽極上與碳生成CO或C02。由於TiO:和鈣的密度差異,兩者並不直接接觸,TiO:被溶解在熔鹽中的鈣還原為金屬鈦。
據稱此方法可大幅度降低生產成本,可用來生產鈦粉。與FFC工藝有相似的優缺點,所產鈦金屬
氧含量較高。
1.2.4 PRP工藝
此方法是日本學者Okabe等提出的,它是將TiO:和助熔劑CaO或CaCl:混合均勻後製成所需的
形狀在800 oC燒結,燒結後的固體樣品放入不銹鋼容器中置於熔融Ca金屬的上方,在800~1 Ooo℃范圍內Ca蒸氣與TiO:反應生成Ti和CaO,產物酸洗後可以得到純度為99%的鈦粉末,產其氧含量可降至2 800x10巧。
PRP工藝適用於生產均勻的細粉。
1.2.5 QIT工藝
加拿大的魁北克鈦鐵公司是世界著名的鈦渣生產公司。該公司2003年申請了鈦渣電解法還原金
屬鈦的專利(QIT工藝)。
該工藝的產品是熔體鈦。可以澆鑄成錠、坯。採用不同的電解液、陽極和操作方法,可以有幾種不同的概念設計。但基本的概念設計都包含熔鹽電解質,如CaF2進入反應室,熔融的鈦渣引入反應室(鈦渣位於電解質下面)以及隨後的電解過程。固體電解質、熔渣和金屬形成襯里層保護電解槽的內部和底部,襯里層的設計是關鍵,它解決了產物的污染問題。該技術已經用於大型電弧爐(EAF)熔煉鈦鐵礦。電解採用一步法或兩步法。在兩步法中,電解的第一步是提純鈦渣,除去e、Cr、Mn、V等雜質。在電解液/熔渣陰極界面上生成的液滴由於重力作用沉降至反應室底部。金屬混合物累計達到一定程度通過底部的放液口排出.然後進入第二步。在更高的溫度下。電解還原第一步產出的熔渣。從而得到金屬鈦。如果僅為一步反應,鈦渣就需要用有很高Ti品位的Sorel渣或更高品位的USG渣,總Fe量需低於1.4%(以FeO計),否則必須採用兩步法。由於有許多用於汽車和其他市場上的低成本的合金都含有一定的鐵,因此其中含有Fe並不是問題。如果把其他金屬氧化物加入到熔體中。就可以得到合金。
例如。加入氧化鋁和五氧化二釩可以得到Ti一6AI一4V合金。與其他提取方法一樣,該工藝需要解決的問題是產品組成的控制、產物質量的測試及成本分析等。
1.2.6 MER工藝
這是MER公司開發出的一種全新的電解還原工藝,該工藝以TiO:或金紅石和碳為陽極,氯化物
的混合物作為電解液。該陽極技術曾用於鎂和鋁的電解提取。TiO:或金紅石粉末與含碳的原料以及粘結劑攪拌均勻後模壓成型製成電極,經加熱處理製成復合陽極。電解時,陽極上放出CO/CO:混合氣體,溶解的Ti3+離子在陰極上放電還原為金屬鈦。該方法可用鈦鐵礦作為原料生產鈦鐵合金
1.2.7 USTB工藝
2005年.北京科技大學朱鴻民教授等提出了一種新型的熔鹽電解提取海綿鈦的方法——TiO/TiC
可溶性固溶體陽極電解生產純鈦的方法(USTB法)。
它是將碳和二氧化鈦或碳化鈦和二氧化鈦粉末按化學反應計量混合壓製成型。在一定條件下製成具有金屬導電性的TiO·mTiC陽極,然後以鹼金屬或鹼土金屬的鹵化物熔鹽為電解液,在一定溫度下進行電解,鈦以低價離子形式溶解進入熔鹽中,並在陰極沉積,陽極所含碳、氧形成碳氧化物氣體CO、CO,或0:放出,該方法可獲得高純度的金屬鈦粉末,其中含氧<300x10-6、含碳700x10撕,達到國家一級標准。並且陰極電流效率可達89%。
該方法突出的優點是電解過程可以連續進行,並且沒有陽極泥產生。工藝簡單,成本低。
1.2.8 ITP(Armtrong)2E藝
該方法由美國罔際鈦公司開發,它是將Tich氣體注入熔融的鈉中,其中鈉過量,過量的鈉起冷卻
還原產物並攜帶產物進入分離工序的作用。產物除去鈉和鹽即可得到產品鈦粉,其氧含量最低為
0.2%,達到二級鈦的標准。對工藝略加改進,可生產VTi、AlTi合金。ITP工藝可用來生產鈦粉,目前已接近商業化,但還需解決產品氧含量、設備壽命、分離設備優化等問題。
結論
金屬鈦的提取是冶金屆重要的研究領域之一.熔鹽電解工藝被認為是最有希望取代克勞爾法的
鈦冶金工藝.作為儲量巨大而又非常重要的鈦資源.釩鈦磁鐵礦的綜合利用意義重大。將熔鹽電解提取金屬鈦的USTB工藝應用於處理攀西地區的釩鈦磁鐵礦,將是今後鈦冶金的重要研究方向。
作者 : 高承君 梁曦彬
② 四氯化鈦怎樣分離出單質鈦
用氫氣還原。
③ 鈦礦粉加工成什麼產品最好銷售
鈦礦粉應該加工成欣賞類的藝術品
這樣產品好銷售。
④ 鈦的設備製造
1.反應釜:由於用戶因生產工藝、操作條件不盡相同,夾套加熱型式分為電熱棒加熱、蒸汽加熱、導熱油循環加熱;軸封裝置分為填料密封和機械密封;攪拌型式有錨式、漿式、鍋輪式、推進式或框式。開孔數量、規格或其它要求可根據用戶要求設計、製作。
2.冷凝器:列管冷凝器,按材質分為復合鈦列管冷凝、鈦列管式冷凝器和碳鋼與鈦混合列管式冷凝三種,按形式分為固定管板式、浮頭式、U型管式換熱器, 按結構分為單管程、雙管程和多管程。傳熱面積0.5-500m2,可根據用戶不同需要定製。
3.罐:我廠設計的發酵罐為標準式罐型,這種罐型當公稱容積在6m3以下時罐採用夾套式。發酵氣的冷卻或加熱,均由夾套來完成。公稱容積為6m3以上時,發酵氣的冷卻由立式排管來擔負,在罐內排管的連接方面我們作了改進。這主要避免在罐體上多開孔,開成死角。這種連續方式在實際使用中得到滿意的效果。發酵設備罐型可分為兩大類:一類是嫌氣發酵的錐型(如酒精發酵),另一類是為氣發酵的罐型(如標準式、伍式、自吸式等)。這類設備尤以標準式罐型使用最為普遍。我廠設計的發酵罐系列圖紙資料屬於標準式罐型。在設計各種規格的發酵設備時,做到設計結構嚴密,有足夠的強度和使用壽命,力求設備內部附件少,表面光滑,注意到要有良好的氣棗汽接觸和汽刺固混和性能,使物質傳遞,氣體交換有效地進行。有足夠的熱交換面積,以保證發酵能在最適宜的溫度下進行。重視設備的密封性能以保證滅菌操作。
4.冷卻器:
主要用途:主要適用於制葯、食品、化工等工業部門對液料的濃縮,並且亦能回收酒精和簡單的迴流提取。 結構:本設備主要包括濃縮罐、第一冷凝器、汽液分離器、第二冷凝器、冷卻器、受液桶六個部件組成,全部有鈦製造。濃縮罐為夾套結構,冷凝器為列管式,冷卻器為蛇管式。【要求可根據用戶要求設計、製作】
⑤ 爆炸復合鈦鐵怎麼分離
像 naoh 這樣的強鹼性溶液可用於分離。鋁是一種中性金屬,在強鹼中溶解形成鋁酸鈉,而鐵在強鹼溶液中不溶解,從而分離金屬鋁和鐵
⑥ 鈦礦粉經過提取鈦金屬後的殘余廢料,經過化驗發現廢料內含有30%的鈦,那麼這些廢料還能用到什麼行業
問問南方的選礦廠是否能將這30%的鈦選出來至50%左右的含量,如果可以,50%含量的鈦礦可以有很多的銷售渠道。
⑦ 鈦白粉鈦精粉的區別
鈦白粉學名為二氧化鈦( Titanium Dioxide),分子式為TiO2。被認為是目前世界上性能最好的一種白色顏料。
鈦精粉(Titanium powder)是金屬鈦粉末,是生產金屬鈦或鈦白粉的初級原料,也可直接用來硫酸法生產鈦白粉。
⑧ 如何分離鎂和鈦
滴加稀鹽酸,
過濾,
洗滌,
烘乾,
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
原理是鎂能溶於鹽酸,
而鈦常溫下不能
⑨ 誰知道有什麼機械可以把鈦砂輪灰中的鈦分離出來
一般而言是不建議提取鈦的. 試想, 粉末磨屑泥狀中還有比鈦更具回收價值的金剛石顆粒或鎢鋼粉末都沒人提取了, 何況鈦的粉末. 原因就在不符合回收的經濟效益, 換言之, 鈦在工業大量生產的原則下, 成本要比回收低多了.
⑩ 8848鈦金手機人機分離10米就報警是什麼原理
靠藍牙的。