Qué saber de la esponja de titanio
La esponja de titanio es una materia prima importante utilizada en la producción de aleaciones de titanio y otros productos de titanio. Entonces, ¿cómo se genera la esponja de titanio? Aquí hay una breve introducción:
1. ¿Cómo se produce la esponja de titanio?
Refinación de mineral de titanio: la producción de esponja de titanio generalmente comienza a partir de mineral de titanio (como ilmenita, mineral de rutilo, etc.). Primero, el mineral de titanio se somete a un proceso de beneficio y trituración para extraer mineral de titanio de alta calidad.
Lixiviación con cloruro: el mineral de titanio generalmente contiene óxidos y pequeñas cantidades, por lo que es necesario lixiviarlo con cloruro para extraer el titanio. En este paso, el mineral reacciona con cloro gaseoso para generar gas cloruro de titanio (TiCl4).
Purificación del gas cloruro de titanio: el gas cloruro de titanio debe purificarse para lograr su propósito. Para purificar el gas de cloruro de titanio se suelen utilizar tecnologías como la condensación y la mejora.
Generación de esponja de titanio reducida: el gas de cloruro de titanio purificado reacciona con polvo de magnesio puro u otros agentes a alta temperatura para generar una esponja de titanio. En este paso, la esponja de titanio se produce en forma de polvo o bloque.
Procesamiento de esponja de titanio: la esponja de titanio generalmente se genera en pequeñas cantidades y requiere procesamiento adicional, como oxidación, eliminación de impurezas, refinamiento, etc., para cumplir con los requisitos de los productos de esponja de titanio.
2. Proceso de procesamiento de esponja de titanio:
⑴ Proceso de cloración. El tetracloruro de titanio es la principal materia prima para la producción de esponja de titanio. En la actualidad, existen tres métodos de preparación principales: cloración por ebullición, cloración con sales fundidas y cloración en horno de cuba.
El método de cloración por ebullición es actualmente el método principal para producir tetracloruro de titanio. La cloración por ebullición es un método que utiliza materiales ricos en titanio de grano fino y un agente reductor carbonoso sólido (coque de petróleo) para realizar una reacción de cloración en un estado fluidizado bajo la acción de alta temperatura y flujo de cloro gaseoso para producir tetracloruro de titanio. Después de décadas de investigación y desarrollo, este método tiene un proceso de producción maduro y se usa ampliamente en el país y en el extranjero.
La cloración con sales fundidas es un método para preparar tetracloruro de titanio suspendiendo escoria de titanio finamente molida o rutilo y coque de petróleo en un medio de sal fundida (los componentes principales son KCl, NaCl, MgCl2 y CaCl2) y pasando cloro gaseoso.
La cloración en hornos de cuba implica moler finamente escoria de cloruro de titanio (o rutilo) y coque de petróleo, agregar un aglutinante, mezclarlos para formar briquetas y luego coquizarlos. Las briquetas resultantes se apilan en un horno de cloración vertical. El método de reaccionar con cloro gaseoso en estado de capa sólida para producir tetracloruro de titanio también se denomina cloración de capa fija o cloración en pellets. Este método se ha eliminado básicamente debido a la baja producción y la baja calidad del producto.
⑵ Proceso de refinación
El refinado y purificación del tetracloruro de titanio incluye principalmente el uso de destilación para eliminar impurezas de alto punto de ebullición y de bajo punto de ebullición, y el uso de métodos químicos para eliminar las impurezas de vanadio.
Para la destilación de tetróxido de titanio, mi país ha utilizado durante mucho tiempo una torre de destilación con válvula de flotador de alta eficiencia y el efecto es muy bueno.
En cuanto al método de eliminación de vanadio, en el pasado se ha utilizado alambre de cobre para eliminar el vanadio. Sin embargo, existen problemas como el gran consumo de alambre de cobre, el alto costo y la alta intensidad de mano de obra. Actualmente, este método se está eliminando gradualmente. La eliminación de vanadio del polvo de aluminio es un método mejor, de bajo costo y sin desperdicio de agua. La escoria de eliminación de vanadio también se puede utilizar para extraer vanadio, algo que se está promoviendo en China.
⑶ Proceso de reducción-destilación
El método de destilación reductora se utiliza para producir esponja de titanio. Hay dos procesos de combinación de uso común: "método de combinación tipo I" y "método de combinación tipo ∩". El método de unión tipo I también se denomina método de la serie, y el método de unión tipo ∩ también se denomina método paralelo. Ambos métodos tienen sus ventajas únicas y se utilizan en nuestro país.
⑷ Proceso electrolítico de magnesio
En la actualidad, las fábricas extranjeras de esponjas de titanio utilizan ampliamente electrolizadores multipolares y electrolizadores de magnesio sin separadores. Sin embargo, la tecnología doméstica de magnesio electrolítico está relativamente atrasada, lo que genera un alto consumo de energía y cloro en la producción de esponja de titanio. Por lo tanto, en los últimos años, las nuevas fábricas nacionales han adoptado electrolizadores multipolares avanzados a gran escala y electrolizadores de magnesio sin separadores, y la tecnología de producción ha mejorado enormemente.
En la actualidad, la capacidad de producción de esponjas de titanio de mi país ocupa el primer lugar en el mundo. Sin embargo, en comparación con el nivel avanzado internacional, todavía existe una cierta brecha en la escala de producción, la tecnología de producción y la calidad del producto. La tarea de alcanzar verdaderamente el nivel avanzado internacional sigue siendo muy ardua.
