Prinsip Peleburan Titanium Slag

1Prinsip dan Aliran Proses Peleburan Titanium Slag

Inti dariPembuatan logam logam untuk pembuatan logam logammelibatkan pencampuran ilmenit dengan agen reduksi padat, seperti antrasit (atau minyak bumi cokek atau cokek), dan memasukkan campuran ke dalam tungku listrik untuk peleburan reduksi.besi oksida dalam bijih secara selektif direduksi menjadi besi logamSetelah pemisahan slag dan besi, titanium slag dan logam besi produk sampingan diperoleh.Titanium konsentrat terutama terdiri dari TiO2 dan FeO, dengan komponen tambahan seperti SiO2, CaO, MgO, Al2O3, dan V2O5.Kondisi pengurangan yang kuat untuk membentuk slag titanium cair dan besi logam, yang kemudian secara efektif dipisahkan karena perbedaan gravitasi spesifik dan titik leleh.

1.Fe2O3 + C = 2FeO + CO

2.FeO + C = Fe + CO

2. Fitur Utama Pemanasan Tungku Listrik

Titanium slag ditandai dengan titik leburnya yang tinggi, korosifitas yang kuat, konduktivitas tinggi, dan peningkatan viskositas yang tajam di dekat titik leburnya.Sifat-sifat ini mengalami perubahan yang signifikan dengan variasi komposisi selama peleburan.

2.1 Konduktivitas Tinggi dan Karakteristik Peleburan Arc Terbuka

2.1.1 Konduktivitas Tinggi Titanium Slag

Ilmenit menunjukkan konduktivitas listrik yang substansial dalam keadaan cair, berkisar dari 2,0 hingga 2,5 ks/m pada 1500 °C dan meningkat menjadi 5,5 hingga 6,0 ks/m pada 1800 °C.perubahan komposisi cair, menyebabkan penurunan kandungan FeO dan peningkatan TiO2 dan titanium oxide yang kurang bernilai, yang dengan cepat meningkatkan konduktivitas.Canadian Sorel titanium slag memiliki konduktivitas 15-20 ks/m pada 1750°C, secara signifikan lebih tinggi daripada slag biasa (100 s/m pada suhu yang sama) dan elektrolit ionik seperti NaCl cair (sekitar 400 s/m pada 900 °C).Perbedaan suhu memiliki dampak minimal pada konduktivitas titanium slag, menunjukkan karakteristik konduktor elektroniknya.

2.1.2 Karakteristik Peleburan Arkus Terbuka

Konduktivitas tinggi titanium slag menentukan sifat peleburan busur terbuka di tungku listrik, di mana sumber panas utama adalah panas busur antara ujung elektroda dan permukaan kolam cair,yang dikenal sebagai "penyeleburan busur terbuka". Sebaliknya, slag bertenaga tinggi bergantung pada ketahanan panas slag, yang disebut "penyelebaran busur tenggelam".peleburan titanium slag dapat menunjukkan karakteristik busur tenggelam jangka pendek, tetapi seiring kemajuan proses, peleburan busur terbuka menjadi dominan, dengan panas busur menyumbang hingga 97% pada tahap selanjutnya.

2.2 Pengaruh titik leleh dan viskositas pada proses peleburan

2.2.1 Titik leleh

Titanium slag, terutama terdiri dari titanium oxide, memiliki titik lebur tinggi mulai dari 1580 sampai 1700 °C, meningkat dengan kandungan TiO2.Peleburan suhu tinggi membutuhkan panas terkonsentrasi di zona pengurangan.

2.2.2 Viskositas

Titanium slag memiliki karakteristik slag pendek, dengan viskositas rendah ketika sepenuhnya meleleh di atas titik leburnya.viskositas meningkat tajam di dekat titik leleh karena kisaran suhu kristalisasi yang sempit, yang menyebabkan presipitasi padatan kristal yang membuat lebur kental, merusak fluiditas slag dan pelepasan.

2.3 Aktivitas Kimia Tinggi dan Dampak Tungku

Titanium slag, yang terutama terdiri dari TiO2 dengan titanium oxide yang memiliki nilai yang jauh lebih rendah, menunjukkan aktivitas kimia yang tinggi, mengkorosi sebagian besar bahan logam dan non-logam.lapisan titanium slag digantung pada lapisan tungku selama peleburan reduksi.

2.4 Mendidih Titanium Slag Melt

Reaksi reduksi terutama terjadi pada permukaan peleburan,tapi keruntuhan tiba-tiba dari muatan padat atau turunnya besi tinggi karbon melalui peleburan dapat memicu reaksi kekerasan di logam besi-slag antarmuka, menghasilkan sejumlah besar gas CO yang menyebabkan mendidihnya slag dan percikan. Hal ini dapat menenggelamkan elektroda, meningkatkan arus instan, menyebabkan sirkuit pendek, dan mendestabilkan peleburan.Metode pemakanan terus menerus dan peleburan tertutup dapat mengurangi didih dan menstabilkan kondisi tungku.

2.5 Efek dari Unsur Kekotoran

Titanium slag titik leleh meningkat dengan kandungan TiO2 dan tingkat pengurangan (Ti2O3/TiO2 rasio).76, di mana sistem memiliki titik eutektis terendah. unsur kotoran seperti FeO, MgO, CaO, MnO, dan Al2O3 membentuk senyawa biner dan titik eutektis dengan TiO2,menurunkan titik leleh dalam kisaran kandungan tertentu, bertindak sebagai agen pembentuk slag yang baik Namun, kotoran yang berlebihan mengurangi kualitas titanium slag.

3Kondisi Proses Utama dan Operasi

3.1 Kandungan karbon

Kandungan karbon teoretis, yang dihitung berdasarkan konversi semua Fe2O3 menjadi FeO, mengurangi 96% FeO menjadi besi logam, mengurangi 30% TiO2 menjadi Ti3O5,dan menyumbang 2% karburasi besi di kolam cair, adalah 7,98% dari bijih yang ditambahkan. bubuk cokelat konversi menyumbang 9,85% dari tambahan bijih, dengan kandungan karbon yang sebenarnya sekitar 12%.

3.2 Parameter listrik

Karena ketidakcocokan antara tungku listrik dan trafo dan tungku uji terbatas, tegangan operasi sekunder saat ini untuk peleburan ditetapkan pada 100V.

3.3 Operasi peleburan

Setiap tungku diisi dengan 1,49 ton titanium konsentrat, dengan 0,78 ton ditambahkan sekaligus sebagai campuran dengan aspal dan coklat bubuk dan dikompresi.71 ton ditambahkan secara intermiten selama peleburan melalui lubang elektroda untuk menyesuaikan kualitas dan menghindari slag berputarSetiap tungku meleleh selama 180 menit, berfluktuasi antara 150 dan 240 menit.Slaga dan besi dicampur dan dibuang ke dalam baki slag, yang memiliki lubang φ100mm di bagian bawah untuk penghapusan, membutuhkan waktu 5 sampai 8 menit. Setelah pengerasan, besi cair dituangkan ke lampin pasir untuk membentuk 80 sampai 90 kg besi ingot.outlet tungku terkunci, dan sekitar 60 kg bijih dan 7 kg bubuk coklat ditambahkan di sepanjang tiga lubang elektroda, diikuti dengan memukul, menambahkan bahan, tamping dengan palu, melepaskan elektroda, menutup saklar,dan mengirim kekuatan untuk membakar tungku berikutnyaWaktu pasokan listrik untuk tungku kedua adalah sekitar 10 sampai 20 menit.

4Struktur fase titanium slag dan titanium bijih

4.1 Struktur Fase Ilmenit

Ilmenit, dengan rumus kimia FeTiO3 dan kandungan TiO2 teoritis 52,6%, umumnya ditemukan sebagai FeTiO3 dan ilmenit yang mengalami cuaca di alam.Ilmenit yang mengalami cuaca membentuk berbagai komposisi fase fisik, seperti brookite, brookite yang dimodifikasi, titanium putih, dan rutil, dengan meningkatnya kedalaman cuaca dan kandungan TiO2.dinyatakan dengan rumus umum m((Fe,Mg,Mn).TiO2).n((Fe,Cr,Al) 2O3), di mana m + n = 1.

Bijih titanium yang bernilai pertambangan dibagi menjadi bijih batuan dan placer. bijih batuan, yang terdiri dari ilmenit (FeTiO3), memiliki kandungan TiO2 sekitar 45-53%, dengan zat besi dalam bentuk FeO, rasio FeO/Fe2O3 yang tinggi,kandungan MgO yang tinggi, dan struktur mineral yang padat. Placer, yang terbentuk dari bijih batuan yang mengalami cuaca, memiliki kandungan Fe2O3 yang tinggi, rasio FeO/Fe2O3 yang rendah, kandungan kotoran yang rendah, struktur mineral yang longgar,dan kandungan TiO2 hingga 95-100% dalam bijih rutil.

4.2 Komposisi fase titanium slag

Titanium slag, yang terbentuk setelah peleburan ilmenite dalam tungku listrik, terdiri dari dua fase utama:

·

90-95% Fase Titanium Pseudo-Plate: Terdiri dari (FeTi2O5) a ((MgTi2O5) b ((Al2TiO5) c ((MnTi2O5) d ((V2TiO5) e ((Ti3O5) f, juga dikenal sebagai fase larutan padat titanit hitam, di mana a + b + c + d + e + f = 1.komposisi khas slag Sorel adalah (FeTi2O5) 0.31 ((MgTi2O5)0.30 ((Al2TiO5)0.06 ((MnTi2O5)0.008 ((V2TiO5)0.012 ((Ti3O5)0)31.

·

·

5-10% Silikat Fase Vitreous: (Ca, Al, Mg, Fe, Ti) SiO3, dengan komposisi khas SiO2 60%, Al2O3 18-20%, CaO 9-10%, MgO 1-4%, FeO 2-4%, dan TiO2 3-4%.

·

Titanium slag yang dilebur oleh tungku listrik dibagi menjadi titanium slag larut dalam asam dan titanium chloride slag.digunakan untuk menghasilkan titanium dioksida dengan metode asam sulfat dan memiliki karakteristik berikut::

1.Kelarutan asam yang baik, dengan tingkat acidolysis ≥ 94%.

2.Jumlah yang tepat dari kotoran co-solvent FeO dan MgO untuk kinerja reaksi acidolysis yang baik.

3.Mengontrol kandungan titanium rendah-valensi.

4.Kekotoran (sulfur, fosfor, kromium, vanadium) yang berbahaya bagi produksi titanium dioksida tidak boleh melebihi standar.

Titanium chloride slag, yang digunakan untuk menghasilkan titanium dioksida dengan metode klorida memiliki karakteristik berikut:

1.Kandungan TiO2 tinggi, umumnya ≥ 92%.

2.Kandungan CaO + MgO, yang membentuk perekat selama klorinasi, umumnya ≤1%.

3.Distribusi ukuran partikel memenuhi persyaratan fluidisasi.

Kami adalah produsen tungku listrik profesional. untuk pertanyaan lebih lanjut, atau jika Anda memerlukan tungku busur tenggelam, tungku busur listrik, tungku pemurnian sendok, atau peralatan peleburan lainnya,Tolong jangan ragu untuk menghubungi kami diSusana@aeaxa.com