Отримання губчастого титану магнієтермічним способом

Отримання губчастого титану магнієтермічним способом

РЕФЕРАТ

Курсова робота: с.30, табл. 10., 8 джерела.

Об’єкт дослідження - металургія титану.

Предмет дослідження - хлорування титану.

Мета роботи - проаналізувати основні стадії переробки титанвмісної сировини та отримання губчастого титану.

У першому розділі описано властивості, історія відкриття титану, технологічна схема переробки ільменітового концентрату та отримання губчастого титану магнієтермічним способом, області застосування титану і сплавів на його основі.

У другому розділі виконано розрахунок складу шихти та зведений матеріальний баланс для одержання титанового шлаку.

ТЕТРАХЛОРИД ТИТАНУ, ТИТАНОВА ГУБКА, ТУГОПЛАВКІСТЬ, ТИТАНОВИЙ ШЛАК, ХЛОРУВАННЯ, ПРОДУКТИ ХЛОРУВАННЯ, МАТЕРІАЛЬНИЙ БАЛАНС.

ВСТУП

У першому розділі розглядається таке питання як теоретичні особливості вироблення титану, а саме: фізико-хімічні властивості та історія відкриття титану, основні області застосування, технологічна схема отримання губчастого титану магнієтермічним способом, теоретичні основи хлорування і технологія та обладнання для отримання тетрахлориду титану.

Хлорування в кольоровій металургії - технологічний процес нагріву матеріалів, що містять кольорові метали, в атмосфері хлору, хлорвмісних газів або у присутності хлористих солей з метою витягання і розділення кольорових металів.

У основі процесу лежить взаємодія оксидів або сульфідів металів з хлором або хлоридом водню по оборотних реакціях. Оксиди, у яких гиббсова енергія цих реакцій має великі негативні значення (PbO, ZnO, Ag2O та ін.), хлоруються при малих концентраціях хлору в газовому середовищі і у присутності кисню; оксиди з великими позитивними значеннями гиббсовой енергії (SiO2, TiO2, Al2O3) практично не взаємодіють з газоподібним хлором, оскільки навіть сліди кисню в газовому середовищі перешкоджають утворенню хлоридів. Хлорування оксидів полегшується у присутності речовин, що зв'язують вільний кисень і зменшують його концентрацію в газовій фазі, наприклад вуглецю, водню, сірчистого ангідриду. В якості хлоруючих агентів, окрім елементарного хлору і HCl, застосовують дешеві солі - кам'яну сіль (NaCl), сильвініт, хлорид кальцію (CaCl2 ) та інші.

У другому розділі виконано розрахунок матеріального балансу руднотермічної відновної плавки ільменітового концентрату з одержанням титанового шлаку й чавуна.

1. ВИРОБНИЦТВО ГУБЧАСТОГО ТИТАНУ

1.1          Фізико-хімічні властивості титану. Історія відкриття

Титан був відкритий в 1791 р. англійським мінералогом У. Грегором, а в металевому вигляді добутий лише в 1910 р. Проте практичне використання розпочалося лише в 40-х роках з появою технологій, які забезпечували на стадії виробництва ефективний захист титану від взаємодії з воднем, киснем та азотом. Температура плавлення титану - 1668 оС, кипіння - 3300 оС. Питома густина 4,5 г/см3. Титан має дві алотропні модифікації: низькотемпературний титан (щільно упакована гексагональна ґратка з параметрами а = 0,29 нм, с = 0,467 нм.) і високотемпературний (882 оС) - бета-титан (об’ємно центрована кубічна ґратка з параметром 0,331 нм). Механічна міцність титану приблизно вдвічі більша за чисте залізо i в 6 разів перевищує міцність алюмінію. Титан сприятливо поєднує високу механічну міцність, корозійну стійкість, жароміцність i порівняно малу густину. Питома міцність (відношення міцності до густини) кращих титанових сплавів досягає 30...35 i більше, що майже вдвічі перевищує питому міцність легованих сталей. Такі властивості зумовлюють особливий інтерес до титану як матеріалу для літако- та ракетобудування. Сплави на основі титану все більше використовуються при будівництві морських суден, автомобільного та залізничного транспорту.

Підвищена корозійна стійкість зумовлює використання титану та його сплавів у хімічному та металургійному машинобудуванні, при виготовленні медичних приладів та в інших галузях техніки. Діоксид титану ТіО2 застосовують для виготовлення титанових білил i емалей, які вигідно відрізняються високою корозійною стійкістю та теплостійкістю.

числа відомих мінералів титану головне промислове значення мають два: рутил - природний діоксид титану ТіО2 та ільменіт FeTiO2, який входить до складу титаномагнієвих залізних руд. До перспективних руд належать також офен CaO·TіO2·SiO2 та перовскіт CaO·TіO2.

Відкриття TiO зробили практично одночасно і незалежно один від одного англієць У. Грегор і німецький хімік М. Г. Клапрот <#"809959.files/image002.gif">.

Метал отримав свою назву на честь титанів <#"809959.files/image003.jpg">

Рисунок 1.1 - Технологічна схема отримання губчастого титану магнієтермічним способом

Титан випускають у вигляді губки або злитків, які потім на інших заводах переробляють на лист, профілі, труби, поковки та інші напівфабрикати. Технологічна схема виробництва складається з шести основних переділів.

. Відновлювальна плавка ільменітових концентратів в руднотермической печі. Продуктами плавки є чавун і титанвмісткі шлаки, які після відповідної підготовки надходять на наступний переділ.

.        Хлорування титанових шлаків і очищення при цьому одержуваного чотирихлористого титану. Хлор для хлорування шлаків надходить у вигляді анодного газу з магнієвих електролізерів.

. Відновлення тетрахлориду титану магнієм. При цьому утворюється реакційна маса (~ 60% Ti, 15% MgCl2 і 25% Mg) і хлористий магній, який відокремлюється протягом всього процесу. Останній надходить у цех електролізу для виробництва магнію і хлору, а реакційна маса надходить на наступний переділ.

. Вакуумна сепарація. Титанову губку відокремлюють від магнію та хлористого магнію. Магній повертають на відновлення, хлористий магній - в електроліз або разом з магнієм в наступний процес, блок титанової губки надходить на наступний переділ.

. Дроблення, оброблення на певні сорти і фракції сортуванням титанової губки.

. Плавка злитків в електродугових печах.

Титанова губка в чистому вигляді або змішана з легуючими добавками переплавляється на злитки.

.4 Теоретичні основи процесу хлорування

Хлорування в кольоровій металургії - технологічний процес нагріву матеріалів, що містять кольорові метали, в атмосфері хлору, хлорвмісних газів або у присутності хлористих солей з метою витягання і розділення кольорових металів.

У основі процесу лежить взаємодія оксидів або сульфідів металів з хлором або хлоридом водню по оборотних реакціях. Оксиди, у яких гиббсова енергія цих реакцій має великі негативні значення (PbO, ZnO, Ag2O та ін.), хлоруються при малих концентраціях хлору в газовому середовищі і у присутності кисню; оксиди з великими позитивними значеннями гиббсовой енергії (SiO2, TiO2, Al2O3) практично не взаємодіють з газоподібним хлором, оскільки навіть сліди кисню в газовому середовищі перешкоджають утворенню хлоридів. Хлорування оксидів полегшується у присутності речовин, що зв'язують вільний кисень і зменшують його концентрацію в газовій фазі, наприклад вуглецю, водню, сірчистого ангідриду. Таким чином, змінюючи склад газової фази і температуру процесу, можна підібрати умови селективного хлорування; зокрема, у присутності кисню і пари води можна прохлорировать ряд кольорових металів, залишивши в окисленій формі залізо, а у відновній атмосфері перевести у форму хлоридів оксиди заліза. В якості хлоруючих агентів, окрім елементарного хлору і HCl, застосовують дешеві солі - кам'яну сіль (NaCl), сильвініт, хлорид кальцію (CaCl2 ) та ін. При цьому Х., особливо при використанні малолеткого CaCl2 , йде переважно через розкладання солі парами води з утворенням HCl; розкладанню соли-хлоринатора сприяє присутність SO2 або SO2 , CaSO4 , що утворюють, CaSiO3 і тому подібне.

Різновиди хлорування : хлоруюче випалення, хлоридовозгонка і сегрегація. Хлоруюче випалення проводять при відносно низькій температурі, при якій хлориди, що утворюються, ще нелетучи. Х. здійснюють в електропечах, печах киплячого шару, трубчастих або багаточереневих обпалювальних печах. Процес застосовується у виробництві магнію для перекладу окислу магнію в хлорид, який потім піддають електролізу, а також для витягання кобальту і міді з бідних матеріалів, найчастіше з піритових огарків і кобальт-никелевых штейнов; кобальт, мідь, цинк переходять у форму хлоридів і вилуговуються водою або слабкою кислотою, а залізо не хлорується і залишається у формі оксидів в твердому залишку.

Хлоридовозгонка, на відміну від хлоруючого випалення, ведеться при більш високих температурах, що забезпечують звітрювання хлоридів металів; процес більше універсальний: дозволяє витягати більше різних кольорових і рідкісних металів, а також золото і срібло. Сегрегація, на відміну від хлоридовозгонки, вимагає меншої витрати хлоринаторов і ведеться при нижчій температурі, але для отримання концентрату потрібна додаткова операція - флотація або магнітна сепарація.

Хлорування застосовується також для рафінування розплавлених металів від домішок: алюмінію - від натрію і кальцію, свинцю - від цинку, олова - від свинцю. Розробляються процеси видалення міді і кобальту з нікелевого файнштейна хлоридными розплавами.

1.5 Технологія та обладнання для отримання тетрахлориду титана

Отримання тетрахлориду титана TiCl4 здійснюють дією газоподібного хлору на TiO2 при температурах 700-900 °C, при цьому протікає реакція: TiO2 + 2Cl2 + 2С = TiCl4 + 2СО. Початковою титаносодержащим сировиною при цьому є титановий шлак. Хлорування здійснюють в шахтних хлораторах безперервної дії або в сольових хлораторах. Шахтний хлоратор - це футерований циліндр діаметром до 2 і заввишки до 10 м, в який згори завантажують брикети з подрібненого титанового шлаку і знизу вдувають газ магнієвих електролізерів, що містить 65-70 %% Cl2. Взаємодія TiO2 брикетів і хлору йде з виділенням тепла, що забезпечує необхідні для процесу температури (~ 950 °C в зоні реагування). Що утворюється в хлораторі газоподібний TiCl4 відводять через верх, залишок шлаку від хлорування безперервно вивантажують знизу. Сольовий хлоратор для виробництва титану є футерованою шамотом камерою, наполовину заповненою відпрацьованим електролітом магнієвих електролізерів, що містить хлориди калію, натрію, магнію і кальцію. Згори в розплав завантажують подрібнені титановий шлак і кокс, а знизу вдувають хлор. Температура 800-850 °З, необхідна для інтенсивного протікання хлорування титанового шлаку в розплаві, забезпечується за рахунок тепла протікаючих екзотермічних реакцій хлорування. Газоподібний TiCl4 з верху хлоратора відводять на очищення від домішок, відпрацьований електроліт періодично замінюють. Основна перевага сольових хлораторів полягає в тому, що не потрібно дороге брикетування шихти. Що відводиться з хлораторів газоподібний TiCl4 містить пил і домішки газів - CO, СO2 і різні хлориди, тому його піддають складному очищенню, що проводиться в декілька стадій.

Рис 1. Схема шахтного хлоратора безперервної дії : 1 - водоохолоджуваний конус; 2 - фурма; 3 - хлорний колектор; 4 - корпус хлоратора; 5 - водоохолоджуване зведення; 6 - бункер; 7 - золотниковий живильник; 8 - редуктор; 9 - електродвигун; 10 - збірка огарка; 11 - розвантажувальний шнек.

Шахта хлоратора (внутрішній діаметр 1,8 м, висота 10 м) футерована динасним і щільною шамотною цеглиною. Брикети подають з бункера через золотник, живильник, залишок вивантажують шнеком. Фурми подання хлору розташовуються на висоті близько 2 м від місця вивантаження залишку. Хлорування йде при 900-1000 °Із за рахунок теплоти реакцій; питома продуктивність 1,8 - 2 тонни TiCl4 /сут. на 1 м об'єму хлоратора; хлоратор з сольовим розплавом (конструкція і спосіб хлорування розроблені в Росії). У шахту хлоратора заливають сольовий розплав, наприклад, відпрацьований електроліт Mg- електролізерів. Розмолоту шихту подають на дзеркало розплаву, хлор - фурмами в нижню частину хлоратора.

2. МАТЕРІАЛЬНИЙ БАЛАНС ОДЕРЖАННЯ ТИТАНОВИХ ШЛАКІВ

.1 Розрахунок складу шихти для плавки

Відновлюваній електроплавці піддається шихта, що складається з концентрату і твердого відновника (антрациту).

Розрахунок матеріального балансу плавки ільменітового концентрату виконаний за методикою [3], в основу якого покладений принцип розподілу складових концентрату по продуктах плавки. У тому випадку, коли ці дані точно відомі, тобто дані по знятих матеріальних балансах, вони дають невеликі похибки по складу шлаку й чавуні.

У дійсному розрахунку прийнятий принцип, заснований на конкретно заданому змісті FeO у шлаку, наприклад, 5 % [2], що дозволяє уникнути відзначених недоліків.

Склад концентрату (Малишевського), що надходить на плавку, приведений у таблиці 1.1.

Таблиця 2.1 - Хімічний склад концентрату, %

Склад антрациту приведений у таблиці 1.2.

Таблиця 2.2 - Склад антрациту, %

Зола антрациту містить, %: 35,0 Fe2O3; 45,0 SiO2; 20,0 Al2O3.

Розрахунок матеріального балансу проводимо на 1000 кг концентрату. Діоксид титану відновлюється до Ti3O5, оксиди алюмінію, магнію, кальцію цілком переходять у шлак, інші елементи - відновлюються, %: до 7,5 SiO2; до 21,0 Cr2O3; до 30,0 V2O5; до 6,0 MnO; до 46,0 P2O5 та усі переходять у чавун, інше - у шлак. Сірка елементарна переходить у чавун 15 %, у пил газів, що відходять - 2,6 %, механічні витрати - 2,5 %, інше переходить у шлак.

На підставі досліджень [2] перехід титану в чавун складає 0,01 - 0,06 %; утрати з пилом газів, що відходять - 2,3 - 5,45 %; механічні втрати й нев’язання балансу 2,15 - 3,7 %. При розрахунку матеріального балансу приймаємо, %: 0,05; 2,6; 2,5.

Склад пилу газів, що відходять, і механічні утрати відповідають складу концентрату.

Таким чином, кількість пилу дорівнює:

(1000 × 2,6) / 100 = 26 кг.

механічні втрати

(1000 × 2,5) / 100 = 25 кг.

Склад компонентів пилу газів, що відходять, і механічні утрати пропорційний їхній кількості в концентраті:(26 × 49,4) / 100 = 12,844 кг і т.д.

Результати розрахунку приведені в таблиці 1.3.

Таблиця 2.3 - Кількість і склад пилу газів, що відходять та механічні втрати, кг

У процесі плавки беруть участь компоненти концентрату, кг:: 494 - 25,194 = 468,806;O3: 170 - 4,25 = 165,75;: 26,3 - 1,341 = 24,959;O3: 15 - 0,765 = 14,235;: 4,5 - 0,229 = 4,271;O3: 2 - 0,102 = 1,819;: 11,4 - 0,581 = 10,819;O5: 1,2 - 0,061 = 1,139;O5: 2,6 - 0,132 = 2,468;: 253 - 12,903 = 240,097;

СаО:                             20 - 1,02 = 18,98;

Разом: 1000 - 51 = 949.

При руднотермічній плавці Fe2O3 відновлюється до FeO:

При плавці шлаку протікають реакції:

Кількість компонентів, що вступають у хімічні реакції (1.2), (1.3), (1.4), (1.5), (1.7), кг:(468,806 × 0,05) / 100 = 0,234;(10,819 × 6) / 100 = 0,649;(24,959 × 7,5) /100 = 0,187;O5 (1,139 × 30) / 100 = 0,342;O3 (1,898 · 21) / 100 = 0,399;O5 (2,468 ∙ 46) / 100 = 1,135

Визначаємо витрату вуглецю й кількість одержуваних продуктів по реакції (1.2):

+ 2C = Ti + 2CO

24                         48         56

,234                                    а          б               в

а = 0,07 кг С;      б = 0,14 кг Ti;     в = 0,16 кг СО.

Вступить у реакцію (1.2) 468,806 - 0,234 = 468,572.

По реакції (1.3):

+ C = Mn + CO

                            12     55    28

,649                    а        б               в

а = 0,11 кг С; б = 0,502 кг Mn; в = 0,256 кг СО.

У шлак перейде 10,819 - 0,649 = 10,17 кг MnO.

По реакції (1.4):

+ 2C = Si    + 2CO

                            24     28             56

,871                    а        б               в

а = 0,748 кг С;    б = 0,873 кг Si;   в = 1,746 кг СО.

У шлак перейде 24,959 - 1,871 = 23,088 кг SiO2.

По реакції (1.5):

O5 + 5C = 2V = 5CO

                            60     102  140

,342                    а        б               в

а = 0,113 кг С;    б = 0,192 кг V;    в = 0,263 кг CO.

У шлак перейде 1,139 - 0,342 = 0,797 кг V2O5.

По реакції (1.6):

TiO2 + С = Ti3O5 + CO

                            12     224  28

,806 а                 б                 в

а = 23,44 кг С;    б = 437,552 кг Ti3O5;  в = 54,694 кг СО.

По реакції (1.7):

O3     + 3C = 2Cr + 3CO

                            36     104  84

,399 а                 б                 в

а = 0,095 кг С;    б = 0,273 кг Cr;   в = 0,22 кг СО.

У шлак перейде 1,898 - 0,399 = 1,499 кг Cr2O3.

По реакції (1.8)

O5     +      5С     =       2Р     +       5СО

                   50               62               140

,135            а                 б                 в

а = 1,621кг С;     б = 1,675 кг Р;    в = 3,783 кг СО.

У шлак перейде 2,468 - 1,135 = 1,333 кг P2O5.

У шлаку залишається, кг: 14,235 Al2O3; 4,271 кг MgO; 18,98 СаО.

Таким чином, склад шлаку, кг:

,55 Ti3O5; 23,088 SiO2; 14,235 Al2O3; 4,271 MgO; 1,499 Cr2O3; 10,17 MnO; 0,797 V2O5; 1,333 P2O5; 18,98 СаО

Разом: 511,779 кг.

Якщо плавку проводити до одержання в шлаку 5 % FeO, то його кількість складе:(511,799 ∙ 5) / 95 = 26,936 кг.

Кількість FeO, що вступає в реакцію (1.8):

,272 - 26,936 = 362,336 кг.

+ C = Fe + CO

титан сплав хлорування плавка

72                           12 56    28

,336 а                      б   в

а = 60,389 кг С; б = 281,817 кг Fe; в = 140,908 кг СО.

Кількість компонентів чавуна, кг: 0,14 Ti; 0,502 Mn; 0,873 Si; 0,192 V; 0,273 Cr; 282,594 Fe.

Разом: 286,249 кг.

Зміст вуглецю в чавуні складає 2%:

(286,249 ∙ 0,02) / 0,98 = 5,842 кг.

Загальна витрата вуглецю складає:

,431 + 0,07 + 0,11 +0,748 + 0,113 + 23,44 + 0,095 + 1,621 + 60,389 + 5,842 = 104,869 кг.

Визначаємо кількість активного вуглецю в 100 кг антрациту.

Оксид Fe2O3 золи антрациту цілком відновлюється до металу, Al2O3 цілком переходить у шлак, SiO2 на 75% відновлюється до кремнію і переходить у чавун.

По реакції (1.9):

O3     + 3С         = 2Fe + 3CO

                            36     112  84

,0 ∙ 0,35 = 2,80 а                   б                 в

а = 0,630 кг С; б = 1,960 кг Fe; в = 1,470 кг СО.

По реакції (1.4):

+ 2С = Si + 2CO

                                      24     28    56

,0 ∙ 0,45 ∙ 0,75 = 2,70 а б в

а = 1,080 кг С; б = 1,260 Si; в = 2,520 CO.

Загальна витрата вуглецю на відновлення складових золи:

,630 + 1,080 = 1,710 кг.

У 100 кг антрациту залишається активного вуглецю

,0 - 1,710 = 86,290 кг.

Таким чином, для відновлення концентрату необхідно антрациту:

,869 / 0,8629 = 121,531 кг.

З обліком пиловиносу антрациту 1,43 % [13] витрата його складе:

,531 / 0,9857 = 123,294 кг.

Пиловинос антрациту складе 123,294 - 121,531 = 1,766 кг,

у ньому: 1,766 ∙ 0,880 = 1,554 кг С;

,766 ∙ 0,025 = 0,044 кг летучих;

,766 ∙ 0,015 = 0,026 кг вологи;

,766 ∙ 0,080 = 0,141 кг золи.

В антрациті міститься

,294 ∙ 0,880 = 108,499 кг С;

,294 ∙ 0,025 = 3,082 кг летучих;

,294 ∙ 0,015 = 1,849 кг вологи;

,294 ∙ 0,080 = 9,864 кг золи.

Пішло на реакції:

,499 - 1,554 = 106,945 кг С;

,082 - 0,044 = 3,038 кг летучих;

,848 - 0,026 = 1,824 кг вологи;

,864 - 0,141 = 9,723 кг золи.

У 8,137 кг золи міститься;

,723 ∙ 0,35 = 3,403кг Fe2O3;

,723 ∙ 0,45 = 4,375 кг SiO2;

,723 ∙ 0,2 = 1,945 кг Al2O3.

Кількість SiO2 золи антрациту по реакції (1.4):

,375 ∙ 0,75 = 3,281 кг.

Перейшло в шлак 4,375 -3,281 = 1,095 кг.

Утвориться Si (3,281 ∙ 28) / 60 = 1,531 кг;

СО (3,281 ∙ 56) / 60 = 3,062 кг.

По реакції (1.8) утвориться:(3,403∙ 112) / 60 = 6,352 кг;

СО (3,403∙ 84) / 160 = 1,787 кг.

СН4 + 1,5 О2 = СО + 2 Н2О (1.10)

48 28 36

,043 а б в

а = 9,129 кг О2; б = 5,325 кг СО; в = 6,847 кг Н2О.

Кількість і склад товарного чавуну приведений у таблиці 1.4.

Витрату електродів приймаємо рівним 25 кг на 1 т шлаку. Отже, витрата електродів на процес складе:

,922 ∙ 0,025 = 13,048 кг.

Таблиця 2.4 - Кількість і склад товарного чавуна

Кількість і склад шлаку приведені у таблиці 1.5

Таблиця 2.5 - Кількість і склад шлаку

Вуглець електрода згоряє по реакції (1.11):

C + O2 = 2 CO                       (1.11)

32 56

,048 а б

а = 17,397 кг O2; б = 30,445 кг С.

Витрата кисню на реакцію (1.11):

,129 + 17,397 = 26,526 кг.

З киснем повітря надходить в азот

(26,526 ∙ 77) / 23 = 88 кг,

де 77 і 23 - склад повітря (азот і кисень).

Витрата повітря:

,526 + 88 = 114,526 кг.

Склад газів:

СО = 29,006 + 0,16 + 0,256 + 1,746 + 0,263 + 54,694 + 0,22 + 3,783 + 141,297 + +3,068 + 2,386 + 5,325 + 30,445 = 272,049 кг.

Н2О = 1,852 + 6,847 = 8,699 кг.

N2 = 88 кг.

Усього: 369,348 кг.

За результатами розрахунку складаємо матеріальний баланс плавки ільменітових концентратів у таблиці 1.6

Таблиця 2.6 - Матеріальний баланс плавки ільменітового концентрату

Нев'язання балансу складає +0,38 %, що допускається при розрахунках.

При контакті шлаку з повітрям після випуску з печі відбувається окислювання Ti3O5 до TiO2 по реакції (1.12):

Ті3О5 + 0,5 О2 = 3 TiО2 (1.12)

224         16             240

,55    а               б

а = 31,254 кг О2; б = 468,804 кг TiО2.

Товарний шлак має склад, що представлений у таблиці 2.7.

Таблиця 2.7 - Кількість і склад товарного шлаку

Матеріальний баланс окислювання шлаку при обробленні наданий у таблиці 2.8.

Таблиця 2.8 - Матеріальний баланс окислювання шлаку при обробленні

2.2 Зведений матеріальний баланс одержання титанового шлаку

На основі даних, наданих у таблицях 1.6, 1.7, 1.8, представляємо зведений матеріальний баланс одержання титанового шлаку в таблиці 1.9.

Таблиця 2.9 - Зведений матеріальний баланс одержання титанистих шлаків.

Нев’язання складає: (1282,122 ∙ 100) / 1248,637 = 102,681, тобто 2,681 %, що цілком припустимо при ручному рахуванні (припускаючи округлення).

2.3 Витрата сировини, матеріалів на 1 т ільменітового концентрату та 1 т титанистого шлаку

Витрата сировини, матеріалів на 1 т (1000 кг) ільменітового концентрату шлаку знаходимо з таблиці 1.9.

Витрата сировини й матеріалів на 1 т (1000 кг) титанистого шлаку визначаємо у відповідності з формулою:

Х = (А ∙ Б) / У,

де А - кількість сировини чи матеріалу, що витрачається на 1 т концентрату, таблиця 1.9;

Б - кількість шлаку, 1 т;

В - кількість шлаку, що утвориться з 1 т шлаку, таблиця 1.9.

На 1 т шлаку витрата концентрату й матеріалів складає:

(1∙1) / 0,553176 = 1,808 т;

антрациту - (0,123294 ∙ 1) / 0,553176 = 0,223 т;

електродів - (0,015041 ∙ 1) / 0,553176 = 0,024 т;

повітря - (0,157241 ∙ 1) / 0,553176 = 0,264 т.

Утвориться:

пилу - (0,027765∙ 1) / 0,553176 = 0,050 т;

механічні втрати (у виді пилу)

(0,025 ∙ 1) / 0,553176 = 0,045 т;

газів - (0,369348 ∙ 1) / 0,553176 = 0,668 т.

Результати розрахунку представляємо у зведеній таблиці 1.10.

Таблиця 2.10 - Витрата сировини та матеріалів на 1 т концентрату, а також продуктів, що утворяться на 1 т шлаку

ВИСНОВКИ

В першому розділі курсової роботи було розглянуто: технологію виробництва титану, його фізико-хімічні властивості та історію відкриття; основні області застосування титану та сплавів на його основі; технологічну схему отримання губчатого титану магнієтермічним методом та її опис; теоретичні основи хлорування і обладнання для отримання тетрахлориду титану.

Титан - тугоплавкий метал. Найважливішою особливістю титану як металу є його унікальні фізико-хімічні властивості: низька щільність, висока міцність, твердість і ін.

Титан завдяки хорошому поєднанню механічних і технологічних властивостей і високої корозійної стійкості знаходить широке застосування в найрізноманітніших галузях промисловості: авіакосмічної, хімічному і нафтовому машинобудуванні, чорної і кольорової металургії, харчової промисловості і в інших галузях.

Титанове виробництво засноване на переробці різних залізо титанових концентратів на багаті діоксидом титану шлаки в руднотермічних електропечах. В результаті рудновідновної плавки виходить титановий шлак і залізо близьке за складом до чавуну.

У другому розділі курсової роботи був проведений розрахунок матеріального балансу, до якого входило розрахунок складу шихти для плавки, розрахунок зведеного матеріального балансу та витрати сировини і матеріалів, у результаті отримано матеріальний баланс у кількості 1282,122 г.

На 1 т концентрату, т: 0,123294 антрациту, 0,013048електродів, 0,14578 повітря.

На 1 т шлаку, т: 1,808 концентрату; 0,223 антрациту; 0,264 повітря; 0,668 газів; 0,050 пилу; 0,045 механічних утрат.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1 Тарасов, A.B. Металлургия титана [Текст] : учебное пособие для студен-тов / A.B. Тарасов - М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. - 328 с. - 400 экз.

Лебедєв, В.В. Металургія рідкісних металів [Текст] : конспект лекцій / В.В. Лебедєв - Запоріжжя : ЗДІА, 2006. - 100 с. - Бібліогр. : 98 . - 75 прим.

Байбеков, М.К. Производство четырёххлористого титана [Текст] : пособие молодого рабочего цветной металлургии / М.К. Байбеков, В.Д. Попов, И.М. Чеп-расов - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Металлургия, 1987. - 128 с. - 1900 экз.

Іващенко, В.І. Металургія рідкісних металів [Текст] : навчальний посібник для студентів ЗДІА спеціальності 7.090402 "Металургія кольорових металів" денної та заочної форм навчання / Укл.: В.І. Іващенко, О.В. Іващенко, В.В. Лебедєв. - Запоріжжя : ЗДІА, 2005. - 168 с. - 100 прим.

Надольский, А.П. Расчёты процессов и аппаратов производства тугоплавких металлов [Текст] : учебное пособие для студентов вузов / А.П. Надольский. - М. : Металлургия, 1980. - 128 с.

Иващенко, В.И. Методические указания к практическим занятиям, курсовому и дипломному проектированию по курсу "Металлургия тугоплавких редких металлов" [Текст] / Сост. В.И. Иващенко. - Запорожье : ЗИИ, 1989. - 45 с.

Іващенко, В.І. Металургія рідкісних металів : навчальний посібник для студентів ЗДІА спеціальності 7.090402 "Металургія кольорових металів" денної та заочної форм навчання / Укл.: В.І. Іващенко, О.В. Іващенко, В.В. Лебедєв. - Запоріжжя : ЗДІА, 2005. - 168 с.

8 Гармата, В.А. <http://lib.bittu.org.ru/CGI/irbis64r_91_opac/cgiirbis_64.exe?Z21ID=&I21DBN=SGTU&P21DBN=SGTU&S21STN=1&S21REF=&S21FMT=&C21COM=S&S21CNR=20&S21P01=0&S21P02=1&S21P03=A=&S21STR=%D0%93%D0%B0%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B0,%20%D0%92.%20%D0%90.>  <http://lib.bittu.org.ru/CGI/irbis64r_91_opac/cgiirbis_64.exe?Z21ID=&I21DBN=SGTU&P21DBN=SGTU&S21STN=1&S21REF=&S21FMT=&C21COM=S&S21CNR=20&S21P01=0&S21P02=0&S21P03=M=&S21STR=>Титан : Свойства, сырьевая база, физико-химические основы и способы получения / В. А. Гармата, А. Н. Петрунько, Н. В. Галицкий. - М. : Металлургия, 1983. - 559 с.