Титансодержащая шихта для хлорирования

 

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к металлургии титана, а именно к составу титансодержащей шихты для процесса хлорирования в расплаве хлористых солей. Технический результат заключается в снижении затрат на производство тетрахлорида титана. В титансодержащей шихте для хлорирования, включающей титановый шлак, углеродсодержащий материал, соль хлоридов щелочных и/или щелочноземельных металлов, новым является то, что она дополнительно содержит ильменитовый концентрат при следующем соотношении компонентов: титановый шлак 35-60%, ильменитовый концентрат 5-35%, углеродсодержащий материал 5-30%, соль хлоридов щелочных и/или щелочноземельных металлов 10-25%.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к металлургии получения губчатого титана, а именно к составу титансодержащей шихты для процесса хлорирования в расплаве хлористых солей.

Известна титансодержащая шихта для хлорирования в расплаве солей (Металлургия титана /Гармата В.А., Гуляницкий Б.С., Крамник В.Ю. и др.// М.: Металлургия, 1967, с. 167, рис. 31). В качестве титансодержащей шихты используют титановый шлак и нефтяной кокс. Титановый шлак и нефтяной кокс измельчают и раздельно загружают в хлоратор шнековым питателем. Для поддержания оптимального состава расплава хлористых солей в хлоратор постоянно подгружают отработанный электролит-отход производства магния электролизом расплавленных солей.

Недостатком в использовании такого состава шихты является то, что при раздельной загрузке титанового шлака и нефтяного кокса в расплаве хлоратора образуются зоны с нарушением оптимального соотношения компонентов, что снижает извлечение титана из титансодержащей шихты. Использование в составе титансодержащей шихты титанового шлака и нефтяного кокса увеличивает затраты на получение тетрахлорида титана.

Известна шихта (Титан. Гармата В.А., Петрунько А.Н., Галицкий Н.В., Олесов Ю. Г., Сандлер А.М. - М: Металлургия, 1983, с.261), состоящая из размолотой смеси титансодержащего материала и кокса. Шихту загружают в хлоратор, куда периодически заливают расплав солей.

Загрузка смеси титансодержащего материала и кокса исключает образование в расплаве зон с неоптимальным соотношением компонентов, что повышает извлечение титана, однако операция заливки расплава солей повышает трудоемкость производства.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является титансодержащая шихта для хлорирования (патент RU 2165469, опубл. 20.04.2001. Бюл. 11), включающая смесь титанового шлака, углеродсодержащего материала и хлорида натрия или отработанного электролита - отхода производства магния электролизом расплавленных солей.

Использование смеси компонентов создает лучшие условия для извлечения титана в процессе хлорирования.

Недостатком данного состава шихты является то, что в качестве титансодержащего компонента используется дорогостоящий титановый шлак.

Задачей изобретения является вовлечение в титансодержащую шихту дешевого титансодержащего сырья - ильменита.

Технический результат заключается в снижении затрат на производство тетрахлорида титана.

Технический результат достигается тем, что в титансодержащей шихте для хлорирования, включающей титановый шлак, углеродсодержащий материал, соль хлоридов щелочных и/или щелочноземельных металлов, новым является то, что она дополнительно содержит ильменитовый концентрат при следующем соотношении компонентов: титановый шлак 35-60%, ильменитовый концентрат 5-35%, углеродсодержащий материал 5-30%, соль хлоридов щелочных и/или щелочноземельных металлов 10-25%.

Добавка в титансодержащую шихту ильменитового концентрата позволит снизить стоимость шихты. Оптимальное соотношение компонентов шихты исключит нарушение технологического режима хлорирования.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленной смеси, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленной смеси. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Пример осуществления способа приготовления шихты и состав шихты.

Компоненты, используемые для приготовления шихты: 1. Шлак титановый, ТУ 1715-452-05785388-99.

2. Концентрат ильменитовый Малышевского месторождения ТУ У14-10-005-98 или концентрат ильменитовый Иршинского ГОК ТУ У 14-10-009-97.

3. Углеродсодержащий материал - антрацит марки AM по ТУ 97300-00160301-001-95.

4. Отработанный электролит-отход производства магния электролизом расплавленных солей.

5. Соль каменная (техническая) ТУ 9192-069-00209527-98, содержание хлорида натрия не менее 95 мас.%.

На складе титансодержащего материала производят дозирование в соотношении титановый шлак : ильменитовый концентрат - (1-12):1 при загрузке компонентов в автомобиль. Смесь доставляют автомобилем на узел измельчения, где производится дробление и магнитная сепарация. Далее смесь подают на ленточный конвейер загрузки материала в бункер шаровой мельницы. На этот же конвейер дозируют измельченный отработанный электролит-отход производства магния электролизом расплавленных солей или соль каменную (техническую) в соотношении с титансодержащим материалом (от 0,105 до 0,625):1. Из бункера смесь титансодержащего материала и соли дозируют в шаровую мельницу, где производят сухой помол до крупности менее 160 мкм. После помола смесь транспортируют в расходный бункер узла смешения.

Со склада восстановителя углеродсодержащий материал поступает на предварительное дробление и сушку в противоточной барабанной сушилке. Высушенный измельченный углеродсодержащий материал по системе транспортеров подают в расходный бункер, из которого дозируют в шаровую мельницу, где производят сухой помол до крупности менее 250 мкм. После помола углеродсодержащий восстановитель транспортируют в расходный бункер узла смешения.

На узле смешения производят дозирование компонентов шихты перед загрузкой в установку для перемешивания. Дозирование углеродсодержащего восстановителя к смеси титансодержащего материала с солью производят в соотношении (от 0,04 до 0,6):1.

Перемешивание компонентов шихты осуществляют при использовании сжатого воздуха. Усредненную шихту загружают в шихтовоз и направляют в отделение хлорирования.

Данный состав шихты позволит снизить затраты на шихту за счет изменения состава шихты и включения в титановый шлак более дешевого сырья - ильменита.

Формула изобретения

Титансодержащая шихта для хлорирования, включающая титановый шлак, углеродсодержащий материал, соль хлоридов щелочных и/или щелочно-земельных металлов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ильменитовый концентрат при следующем соотношении компонентов, %:

Титановый шлак 35-60

Ильменитовый концентрат 5-35

Углеродсодержащий материал 5-30

Соль хлоридов щелочных и/или щелочно-земельных металлов 10-25