Способ вакуумной сепарации губчатого титана и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к процессу очистки губчатого титана от примесей с помощью вакуумной сепарации. Способ включает в себя установку аппарата сепарации в электропечь, создание вакуума в аппарате с помощью вакуумного насоса, измерение абсолютного давления датчиком абсолютного давления, установленного на патрубке для вакуумирования фланца крышки реторты-реактора, создание вакуума в реторте-конденсаторе с помощью вакуумного насоса, измерение абсолютного давления датчиком абсолютного давления, установленного на хвостовике реторты-конденсатора. В электропечи создают контрвакуум с помощью вакуумного насоса, измеряют абсолютное давление контрвакуума датчиком абсолютного давления, установленного в подине электропечи. При этом датчики абсолютного давления через преобразователь и модули связи соединены с микропроцессорным контроллером, который через модули связи соединен с системой сбора информации и диспетчерского управления и с реле вакуума, соединенным с вакуумными насосами. Использование изобретения позволяет повысить срок службы аппарата сепарации и повысить качество губчатого титана на его выход. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Группа изобретений относится к цветной металлургии, а именно к производству губчатого титана, в частности к его очистке вакуумтермической сепарацией.

Известен способ вакуумной сепарации губчатого титана (кн. Магниетермическое производство губчатого титана. - Байбеков М.К., Попов В.Д., Чепрасов И.М. - М., Металлургия, 1984, стр. 42-55), включающий установку в электропечь аппарата сепарации, содержащего реторту-реактор, в которой размещена реакционная масса в виде губчатого титана с примесями магния и хлорида магния, и реторту-конденсатор, создание посредством соответствующих вакуумных насосов вакуума в аппарате сепарации и контрвакуума в электропечи с контролем их давления, разогрев аппарата сепарации, возгонку паров магния и хлорида магния в реторту-конденсатор, высокотемпературную выдержку и охлаждение аппарата сепарации. Остаточное давление в аппарате сепарации измеряют первичным прибором ВТ-2АТ в комплекте с манометрической лампой. Остаточное давление регистрируют на диаграмме электронного потенциометра типа ЭПР-09Р. Для создания вакуума аппарат сепарации и электропечь снабжен вакуумными насосами с магистральными трубопроводами.

Для осуществления способа предложено устройство для вакуумной сепарации губчатого титана (см. там же кн. Магниетермическое производство губчатого титана.- Байбеков М.К., Попов В.Д., Чепрасов И.М. - М., Металлургия, 1984, стр. 42-55), содержащее аппарат сепарации в виде реторты-реактора для размещения реакционной массы в виде губчатого титана с примесями магния и хлорида магния, имеющей крышку с фланцем и патрубком для вакуумирования, и реторту-конденсатор с хвостовиком и охладителем, электропечь с подиной, датчик давления в аппарате сепарации, датчик давления контрвакуума в электропечи, вакуумные насосы и систему сбора информации и диспетчерского управления.

Недостатком указанных способа и устройства для вакуумной сепарации губчатого титана является то, что при высоком вакууме и высоких температурах, при которых проводят процесс вакуумной сепарации, происходят большие нагрузки на стенки реторты-реактора и реторты-конденсатора, что приводит к деформации реторт, к изменению толщины их стенок, к образованию на стенках трещин и разломов, что снижает срок службы аппарата сепарации, снижает выход губчатого титана за счет получения бракованного губчатого титана и создает аварийную ситуацию в цехе. Применяемые датчики и приборы для измерения давления обладают высокой инерционностью, низким диапазоном измерения и не позволяют оперативно и точно производить регулирование давления в аппарате вакуумной сепарации и контрвакуума в электропечи. Регистрацию остаточного давления проводят на диаграмме электронного потенциометра типа ЭПР-09, расшифровку которого проводят визуально.

Известен способ вакуумной сепарации губчатого титана (кн.Металлургия титана. - Мальшин В.М., Завадовская В.Н., Пампушко Н.А. - М., Металлургия, 1991, стр. 152-163), по количеству общих признаков принятый за ближайший аналог-прототип и включающий установку в электропечь аппарата сепарации, содержащего реторту-реактор, в которой размещена реакционная масса в виде губчатого титана с примесями магния и хлорида магния, и реторта-конденсатор, создание посредством соответствующих вакуумных насосов вакуума в аппарате сепарации и контрвакуума в электропечи с контролем их давления, разогрев аппарата сепарации, возгонку паров магния и хлорида магния в реторту-конденсатор, высокотемпературную выдержку и охлаждение аппарата сепарации. Измерение остаточного давления в аппарате сепарации проводят первичным прибором ВТ-2АТ в комплекте с манометрической лампой. Контрвакуум в электропечи измеряют вакуумметром, сигнал с которого вводят автоматически в машину централизованного управления. Остаточное давление в диапазоне 0,1-13,3 Па измеряют с помощью машины централизованного управления, а контроль низкого вакуума осуществляют вакуумметрами, установленными на местных щитах управления. Для создания вакуума аппарат сепарации и электропечь снабжены вакуумными насосами с магистральными трубопроводами. Подача разного рода сигналов и регистрация основных параметров ведется автоматически.

Для осуществления способа предложено устройство для вакуумной сепарации губчатого титана (кн. Металлургия титана. - Малынин В.М., Завадовская В.Н., Пампушко Н.А. - М., Металлургия, 1991, стр. 152-163), по количеству общих признаков принятое за ближайший аналог-прототип и содержащее аппарат сепарации в виде реторты-реактора для размещения реакционной массы в виде губчатого титана с примесями магния и хлорида магния, имеющей крышку с фланцем и патрубком для вакуумирования, и реторты-конденсатора с хвостовиком и охладителем, электропечь с подиной, датчик давления в аппарате сепарации, датчик давления контрвакуума в электропечи, вакуумные насосы и систему сбора информации и диспетчерского управления.

Недостатком указанного способа и устройства для вакуумной сепарации губчатого титана является то, что при высоком вакууме и высоких температурах, при которых проводят процесс вакуумной сепарации, происходят большие нагрузки на стенки реторты-реактора и реторты-конденсатора за счет резких перепадов давления, это приводит к деформации реторт, к изменению толщины стенок реторты, к образованию на стенках трещин и разломов, что снижает срок службы реторты, снижает выход губчатого титана за счет получения бракованной титановой губки и создает аварийную ситуацию в цехе. Применяемые датчики и приборы для измерения давления обладают высокой инерционностью, низким диапазоном измерения и не позволяют оперативно и точно производить регулирование абсолютного давления в аппарате сепарации и контрвакуума в электропечи.

Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и позволяет за счет одновременного измерения абсолютного давления, оперативного и точного контроля абсолютного давления в реторте-реакторе, реторте-конденсаторе аппарата сепарации и контрвакуума в электропечи, уменьшить отклонения абсолютного давления от заданных значений технологического процесса. Это позволяет повысить срок службы работы аппарат сепарации, увеличить выход губчатого титана, соответствующего техническим условиям, и уменьшить аварийную ситуацию в цехе.

Задачей, на которую направлено изобретение, является повышение срока службы аппарата сепарации, увеличение выхода губчатого титана, соответствующего техническим условиям, и уменьшение аварийной ситуации в цехе.

Технический результат достигается тем, что в предложенном способе вакуумной сепарации губчатого титана, включающем установку в электропечь аппарата сепарации, содержащего реторту-реактор, в которой размещена реакционная масса в виде губчатого титана с примесями магния и хлорида магния, и реторту-конденсатор, создание посредством соответствующих вакуумных насосов вакуума в аппарате сепарации и контрвакуума в электропечи с контролем их давления, разогрев аппарата сепарации, возгонку паров магния и хлорида магния в реторту-конденсатор, высокотемпературную выдержку и охлаждение аппарата сепарации, новым является то, что осуществляют одновременное измерение абсолютного давления в реторте-реакторе, абсолютного давления в реторте-конденсаторе и абсолютного давления контрвакуума в электропечи посредством датчиков абсолютного давления, показания которых регистрируют в системе сбора информации и диспетчерского управления и сравнивают полученные значения абсолютных давлений с заданными, а при обнаружении отклонений полученных значений от заданных регулируют упомянутые давления посредством включения или выключения упомянутых вакуумных насосов.

Для осуществления способа предложено устройство для вакуумной сепарации губчатого титана, содержащее аппарат сепарации в виде реторты-реактора для размещения реакционной массы в виде губчатого титана с примесями магния и хлорида магния, имеющей крышку с фланцем и с патрубком для вакуумирования, и реторты-конденсатора с хвостовиком и охладителем, электропечь с подиной, датчик давления в аппарате сепарации, датчик давления контрвакуума в электропечи, вакуумные насосы и систему сбора информации и диспетчерского управления, в котором новым является то, что оно снабжено преобразователем давления, микропроцессорным контроллером, модулями связи и реле вакуума, при этом датчик давления в аппарате сепарации выполнен в виде датчика абсолютного давления, установленного на патрубке для вакуумирования фланца крышки реторты-реактора, и датчика абсолютного давления, установленного на хвостовике реторты-конденсатора, причем датчик давления контрвакуума в электропечи установлен в подине печи и выполнен в виде датчика абсолютного давления, а система сбора информации и диспетчерского управления выполнена в виде сервера с монитором, причем упомянутые датчики абсолютного давления через преобразователь давления и модули связи соединены с микропроцессорным контроллером, который через модули связи связан с системой сбора информации и диспетчерского управления и с реле вакуума, соединенными с упомянутыми вакуумными насосами.

Измерение абсолютного давления в реторте-реакторе и в реторте-конденсаторе, и контрвакуума в электропечи позволяет оперативно производить контроль абсолютного давления в аппарате сепарации и в электропечи, быстро обнаруживать отклонения абсолютного давления от заданных значений и устранять их при ведении технологического процесса вакуумной сепарации губчатого титана. За счет исключения резких перепадов давления снижаются нагрузки на стенки реторты-реактора и реторты-конденсатора, уменьшается деформация реторт. Это позволяет повысить срок службы аппарата сепарации, увеличить выход губчатого титана, соответствующего техническим условиям, и уменьшить аварийную ситуацию в цехе.

Установка датчика абсолютного давления в аппарате сепарации на патрубке для вакуумирования фланца крышки реторты-реактора, датчика абсолютного давления на хвостовике реторты-конденсатора и датчика абсолютного давления контрвакуума в электропечи в подине позволяет наиболее достоверно производить измерение, быстро обнаруживать отклонения от технологических параметров и устранять их при ведении процесса вакуумной сепарации губчатого титана. Это позволяет повысить срок службы работы аппарата сепарации, увеличить выход губчатого титана, соответствующего техническим условиям, и уменьшить аварийную ситуацию в цехе.

Регистрация показаний в системе сбора информации и диспетчерского управления и сравнение полученных значений абсолютных давлений с заданными значениями, а при обнаружении отклонений полученных значений от заданных регулирование абсолютных давлений посредством включения или выключения вакуумных насосов, позволяет наиболее достоверно производить измерение, быстро обнаруживать отклонения от технологических параметров и устранять их при ведении процесса вакуумной сепарации губчатого титана. Это позволяет повысить срок службы работы аппарата сепарации, увеличить выход губчатого титана, соответствующего техническим условиям, и уменьшить аварийную ситуацию в цехе.

Применение системы сбора информации и диспетчерского управления в виде сервера с монитором, причем упомянутые датчики абсолютного давления через преобразователь давления и модули связи соединены с микропроцессорным контроллером, который через модули связи связан с системой сбора информации и диспетчерского управления и вакуума, соединенными с вакуумными насосами, позволяет наиболее достоверно производить измерение, сравнение абсолютного давления и обнаружение отклонений от технологических параметров. Это позволяет повысить срок службы работы аппарата сепарации, увеличить выход губчатого титана, соответствующего техническим условиям, и уменьшить аварийную ситуацию в цехе.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку заявленные способ вакуумной сепарации губчатого титана и устройство для его осуществления образуют единый изобретательский замысел, направлены на решение одного и того технического результата, решают одну и ту же задачу.

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, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенных в пунктах формулы 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 заявленных способа вакуумной сепарации губчатого титана и устройства для его осуществления. В заявленной группе изобретений имеется новая совокупность признаков, выразившаяся в новой последовательности действий во времени, новых дополнительных стадий процесса и новых условиях осуществления действий. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 показано устройство для вакуумной сепарации губчатого титана, состоящее из аппарата сепарации 1 в виде реторты-реактора 2, крышки 3 с фланцем 4 и патрубком 5 для вакуумирования, реторты-конденсатора 6 с хвостовиком 7 и охладителем 8, из электропечи 9 с подиной 10, из вакуумных насосов 11, из датчика 12 абсолютного давления в реторте-реакторе, из датчика 13 абсолютного давления в реторте-конденсаторе, из датчика 14 абсолютного давления контрвакуума в электропечи, из реле 15 вакуума, из преобразователя 16, из микропроцессорного контроллера 17, из системы 18 сбора информации и диспетчерского управления, из сервера 19, из монитора 20, из модулей связи 21.

Промышленную применимость предлагаемого изобретения подтверждает следующий пример осуществления способа вакуумной сепарации губчатого титана и устройство для его осуществления.

В процессе получения губчатого титана магниетермическим восстановлением тетрахлорида титана получают реакционную массу в виде губчатого титана с примесями магния и хлорида магния следующего состава масс. %: Ti 55-60, Mg 25-35, MgCl2 9-12, остальное - примеси. Процесс вакуумной сепарации губчатого титана предназначен для удаления из губчатого титана неизрасходованного в процессе восстановления магния и оставшегося в процессе сливов хлорида магния, образованного в процессе восстановления. Он основан на способности магния и хлорида магния интенсивно испаряться при высокой температуре в условиях глубокого вакуума и конденсироваться в твердом виде в реторте-конденсаторе 6, охлаждаемой охладителем 8. Аппарат сепарации 1 собирают на стенде путем установки на реторту-реактор 2 с крышкой 3 с фланцем 4 и выполненным на фланце 4 патрубком 5 для вакуумирования, теплового экрана и реторты-конденсатора 6 с хвостовиком 7. Собранный аппарат 1 вакуумной сепарации устанавливают в электропечь 9 с подиной 10 типа СШВ (печь сопротивления шахтная вакуумная). На аппарат 1 сепарации устанавливают датчик абсолютного давления. Датчик 12 абсолютного давления вакуума в реторте-реакторе 2 (вакуумметр типа MP2AR, диапазон измерения 0-133 Па) устанавливают на патрубке 5 вакуумирования фланца 4 крышки 3 реторты-реактора 2. Датчик 13 абсолютного давления вакуума в реторте-конденсаторе (вакуумметр типа MP2AR, диапазон измерения 0-133 Па) устанавливают на хвостовике 7 реторты-конденсатора 6. Затем одновременно начинают откачку из реторты-реактора 2 и реторты-конденсатора 6 воздуха, газов и паров магния и хлорида магния вакуумными насосами 11 типа НВ3-500. Одновременно откачивают воздух из шахтного пространства электропечи 9 типа СШВ до абсолютного давления (контрвакуума) 10 кПа. Контрвакуум в электропечи измеряют с помощью датчика 14 абсолютного давления контрвакуума (датчик типа Метран-100), который установлен в подине 10 внутри электропечи 9 и подсоединен к общему магистральному трубопроводу контрвакуума, соединенного с вакуумным насосом 11. Затем включают обогрев реторты-реактора 2 до температуры 1030°C и подают воду через узел охлаждения охладителя 8 реторты-конденсатора 6. В период разогрева из губчатого титана удаляется часть магния и хлористого магния, затем наступает высокотемпературная выдержка при температуре 1030°C и абсолютном давлении не более 0,14 кПа. Продолжительность выдержки составляет около 70% от длительности всего процесса сепарации. Ведение процесса вакуумной сепарации требует поддержания постоянных заданных технологическим регламентов параметров и режимов. Контроль абсолютного давления в реторте-реакторе 2 осуществляют следующим образом. Импульс давления поступает на датчик 12 абсолютного давления - вакуумметр типа MP2AR, который одновременно является преобразователем 16, преобразующий импульс в электрический сигнал. Электрический сигнал через блоки питания и модули связи 21 подают в микропроцессорный контроллер 17 типа 1756-L62. Значение давления поступает в систему 18 сбора информации и диспетчерского управления (SCADA), записывается на ПЭВМ - сервере 19 Experion, а также отображается на видеокадрах ПЭВМ - мониторе 20 станций Experion. На мониторе 20 отражают показания абсолютного давления и заданного абсолютного давления в реторте-реакторе 2. При отклонении показаний от заданных значений цветовой сигнал предупреждает о неисправностях работы датчиков и приборов, об отклонении от норм технологического режима с указанием места появления неисправностей и повреждений, что позволяет оперативно их устранять. Для этого сервер 19 дает сигнал микропроцессорному контроллеру 17, который через реле вакуума 15 типа 33D включает или выключает работу вакуумных насосов 11. Контроль абсолютного давления в реторте-конденсаторе 6 осуществляют следующим образом. Импульс давления поступает на датчик 13 абсолютного давления - вакуумметр типа MP2AR, который одновременно является преобразователем 16, преобразующий импульс в электрический сигнал. Электрический сигнал через блоки питания и модули связи 21 сигнал подают в микропроцессорный контроллер 17 типа 1756-L62. Значение давления поступает в систему 18 сбора информации и диспетчерского управления (SCADA), записывается на ПЭВМ - сервере 19 Experion. На мониторе 20 отражают показания абсолютного давления и заданного абсолютного давления в реторте-конденсаторе 6. При отклонении показаний от заданных значений цветовой сигнал предупреждает о неисправностях работы датчиков и приборов, об отклонении от норм технологического режима с указанием места проявления неисправностей и повреждений, что позволяет оперативно их устранять. Для этого сервер 19 дает сигнал микропроцессорному контроллеру 17, который через реле вакуума 15 типа 33D включает или выключает работу вакуумных насосов 11.

Контроль наличия контрвакуума в электропечи 9 осуществляют распределенной системой АСУТП. В состав схемы входят: датчик 14 абсолютного давления контрвакуума - преобразователь 16 типа Метран-100, реле вакуума 15 типа 33D, микропроцессорный контроллер 17, система 18 сбора информации и диспетчерского управления (SCADA), в виде сервера 19 Experion и монитора 20. При повышении абсолютного давления контрвакуума в электропечи 9 СШВ выше 80 кПа данные поступают в контроллер 17 1756-L62. Наличие или отсутствие контрвакуума в электропечи 9 СШВ отображается на видеокадрах монитора 20 и записывается в тренды. На мониторе 20 отражают показания абсолютного давления контрвакуума и заданного абсолютного давления в электропечи 9. При отклонении показаний от заданных значений цветовой сигнал предупреждает о неисправностях работы датчиков и приборов, об отклонении от норм технологического режима с указанием места появления неисправностей и повреждений, что позволяет оперативно их устранять. Для этого сервер 19 дает сигнал микропроцессорному контроллеру 17, который через реле вакуума 15 типа 33D включает или выключает работу вакуумных насосов 11. Контроль факта работа вакуумных насосов 11 осуществляют распределенной системой АСУТП. В состав схемы входят: микропроцессорный контроллер 17, реле вакуума 15, система 18 сбора информации и диспетчерского управления (SCADA), в виде сервера 19 с монитором 20. Из электрической части схемы управления насосами 11 сигналы о работе насосов 11 через модуль связи 21 поступают в микропроцессорный контроллер 17, в систему 18 сбора информации и диспетчерского управления в виде сервера 19 с монитором 20. По окончании процесса вакуумной сепарации прекращают подачу воды на стенки реторты-конденсатора 6, отключают обогрев электропечи 9. В аппарат сепарации 1 задают аргон до избыточного давления 0,02-0,025 МПа и одновременно заполняют электропечь 9 воздухом. Блок губчатого титана в реторте-реакторе 2 охлаждают в атмосфере аргона: сначала в электропечи 9 до 900°C, затем в отдельном холодильнике.

Таким образом, предложенный способ вакуумной сепарации губчатого титана и устройство позволяют за счет обеспечения точности и стабилизации параметров процесса вакуумной сепарации, повысить срок службы работы аппарата сепарации, увеличить выход губчатого титана, соответствующего техническим условиям, и уменьшить аварийную ситуацию в цехе.

1. Способ вакуумной сепарации губчатого титана, включающий установку в электропечь аппарата сепарации, содержащего реторту-реактор, в которой размещена реакционная масса в виде губчатого титана с примесями магния и хлорида магния, и реторту-конденсатор, создание посредством соответствующих вакуумных насосов вакуума в аппарате сепарации и контрвакуума в электропечи с контролем их давления, разогрев аппарата сепарации, возгонку паров магния и хлорида магния в реторту-конденсатор, высокотемпературную выдержку и охлаждение аппарата сепарации, отличающийся тем, что осуществляют одновременное измерение абсолютного давления в реторте-реакторе, абсолютного давления в реторте-конденсаторе и абсолютного давления контрвакуума в электропечи посредством датчиков абсолютного давления, показания которых регистрируют с помощью системы сбора информации и диспетчерского управления и сравнивают полученные значения абсолютных давлений с заданными значениями, а при обнаружении отклонений полученных значений от заданных регулируют упомянутые давления посредством включения или выключения упомянутых вакуумных насосов.

2. Устройство для вакуумной сепарации губчатого титана, содержащее аппарат сепарации в виде реторты-реактора для размещения реакционной массы в виде губчатого титана с примесями магния и хлорида магния, имеющей крышку с фланцем и с патрубком для вакуумирования и реторты-конденсатора с хвостовиком и охладителем, электропечь с подиной, датчик давления в аппарате сепарации, датчик давления контрвакуума в электропечи, вакуумные насосы и систему сбора информации и диспетчерского управления, отличающееся тем, что оно снабжено преобразователем давления, микропроцессорным контроллером, модулями связи и реле вакуума, при этом датчик давления в аппарате сепарации выполнен в виде датчика абсолютного давления, установленного на патрубке для вакуумирования фланца крышки реторты-реактора, и датчика абсолютного давления, установленного на хвостовике реторты-конденсатора, причем датчик давления контрвакуума в электропечи установлен в подине и выполнен в виде датчика абсолютного давления, а система сбора информации и диспетчерского управления выполнена в виде сервера с монитором, причем упомянутые датчики абсолютного давления через преобразователь давления и модули связи соединены с микропроцессорным контроллером, который через модули связи связан с системой сбора информации и диспетчерского управления и с реле вакуума, соединенными с упомянутыми вакуумными насосами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения ультрадисперсного порошка титана с размером частиц 10-2000 мкм включает подачу тетрахлорида титана в камеру электродугового плазмотрона постоянного тока с обеспечением взаимодействия тетрахлорида титана с потоком водородной плазмы, охлаждение и конденсацию порошка в приемном бункере.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при управлении процессом очистки губчатого титана от примесей с помощью вакуумной сепарации.

Изобретение относится к способу переработки титанового лома. Способ заключается в том, что в нагретый до температуры от 673 до 773 К реактор помещают титановый лом на кварцевой лодочке, подкладывая под него углеродное волокно.

Изобретение относится к переработке лейкоксеновых концентратов с высоким содержанием кремния. Способ и устройство для переработки упомянутых концентратов основаны на плазменно-дуговой восстановительной плавке концентрата при температуре 2500-3000 К и атмосферном давлении.
Изобретение относится к получению губчатого титана. Готовят смесь тетрахлорида титана и тетрахлорида углерода при соотношении 1:(0,009-0,01) и подают на восстановление металлическим магнием при избыточном давлении аргона.

Группа изобретений относится к области обработки красного шлама. Способы включают выщелачивание красного шлама с использованием HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы первого металла, например алюминия, и твердое вещество.
Изобретение относится к способу извлечения титана из шлака, полученного при выплавке чугуна и стали из титаномагнетитового концентрата. Способ включает измельчение и сернокислотное выщелачивание шлака с переводом металлов из шлака в сернокислотный раствор в виде сульфатов.

Изобретение может быть использовано в химической, горнорудной промышленности. Восстановление железа, кремния и восстановление диоксида титана до металлического титана проводят путем генерации электромагнитных взаимодействий частиц SiO2, кремнийсодержащего газа, частиц FeTiO3 и магнитных волн.

Изобретение относится к способу алюмотермического получения титана из его тетрахлорида. Восстановление ведут во встречных турбулентных потоках с дисперсным алюминием в инертном газе.

Изобретение относится к способу обработки сырья, содержащего минерал и/или оксид/силикат металла, полученный из минерала или ассоциируемый с минералом. В способе осуществляют обработку исходного сырья при взаимодействии минерала и/или оксида/силиката металла, полученного из минерала или ассоциируемого с минералом, с кислым фтористым аммонием, имеющим общую формулу NH4F·xHF, в которой 1<х≤5.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к системе для контроля процесса очистки губчатого титана от примесей вакуумной сепарацией. Технический результат - повышение срока службы и цикловой производительности аппаратов сепарации. Система включает датчики и приборы для измерения показаний процесса сепарации, приборы для измерения подводимой мощности к нагревателям, микропроцессорный контроллер, сервер с монитором и источник тока. Система снабжена устройством связи с объектом, выполненным в виде слотовой корзины, в которой размещены модули ввода, модули вывода и модули связи. Модули ввода устройства соединены со всеми датчиками, передающими показания с нескольких аппаратов сепарации, объединенных в группу, а модули вывода устройства соединены с основным и резервным микропроцессорными контроллерами. Выводы контроллеров подведены к основному и резервному серверам, а выводы основного и резервного серверов соединены с монитором. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к магниетермическому получению губчатого титана. Способ включает заливку магния в реторту, подачу тетрахлорида титана и проведение процесса восстановления тетрахлорида титана магнием при подаче тетрахлорида титана в количестве, меньшем его теоретического количества в 1,0-1,25 раза. После окончания подачи тетрахлорида титана проводят слив хлорида магния, выдерживают в течение 1-1,5 часа и дополнительно осуществляют слив хлорида магния. Блок губчатого титана подвергают вакуумтермической очистке от примесей. Затем блок извлекают из реторты, среднюю часть блока измельчают, рассеивают на фракции с получением фракций размером -25+12 мм и -12+2 мм с содержанием хлора не более 0,02, мас.%. При необходимости полученные фракции -25+12 мм и -12+2 мм смешивают в общую партию фракции размером -25+2 мм. Обеспечивается снижение содержания примесей хлора и его соединений в губчатом титане в 4 раза. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение относится к способу переработки ванадийсодержащего железотитанооксидного концентрата. Формируют шихту из концентрата и хлорида натрия. Производят помол шихты. Далее осуществляют термообработку шихты при температуре 800-1200°С в присутствии кислорода с образованием спека. Спек измельчают и выщелачивают водой с переводом в раствор 1 натриевой соли ванадия и образованием первичного остатка выщелачивания, содержащего нерастворенные соединения ванадия, железа и титана. Ванадийсодержащий раствор отделяют от первичного остатка, который обрабатывают раствором реагента, содержащего cepy (IV), с образованием раствора 2, содержащего натриевую соль ванадия (IV). Полученный вторичный остаток обрабатывают раствором серной кислоты с образованием раствора 3 и третичного железотитансодержащего остатка. Полученные растворы 1, 2 и 3 объединяют, нейтрализуют до рН 7-8 с осаждением смеси солей ванадия. Третичный остаток восстанавливают при 1100-1300°С с получением железосодержащего и титанооксидного концентрата. Способ позволяет повысить степень извлечения железа и оксида титана. В способе используются более дешевые и доступные реагенты. 5 з.п. ф-лы, 2 ил., 6 пр.

Изобретение относится к мелкодисперсному получению порошка титана. Способ включает активирование исходного материала, гидрирование, измельчение полученного гидрида титана, термическое разложение гидрида титана в вакууме и измельчение образовавшегося титанового спека. В качестве исходного материала используют слиток, который получают вакуумным переплавом титанового сырья в медном водоохлаждаемом кристаллизаторе и кристаллизацией слитка при удельном тепловом потоке через поверхность кристаллизатора (3,3-3,9)⋅106 Вт/м2. Активирование ведут в две стадии: сначала обработкой в растворе, содержащем воду, азотную и фтористоводородную кислоты при соотношении компонентов H2O:HNO3:HF, равном (0,9÷1,1):(0,9÷1,1):(0,17÷0,23), а затем в камере гидрирования, содержащей хлористый водород в объеме 0,01-0,015% объема камеры. Гидрирование ведут при избыточном давлении водорода в камере гидрирования 1,1-2,0 атм до содержания водорода в титане 350-410 л/кг. Обеспечивается повышение выхода годного порошка с гранулами округлой формы размером 20-50 мкм. 1 табл.
Изобретение относится к металлургии, а именно к получению металлического титана из титановых шлаков, в частности к подготовке шихты для выплавки титановых шлаков в рудно-термической печи. Способ включает дробление углеродистого восстановителя, дозирование и смешивание его с ильменитовым концентратом с получением шихты, транспортировку и загрузку шихты в бункеры рудно-термической печи. После дробления углеродистый восстановитель сушат до массового содержания остаточной влаги не более 5 мас %, извлекают угольные отходы с фильтров при очистке газов с процесса подготовки углеродистого восстановителя, загружают угольные отходы в смеситель, куда подают жидкое связующее при массовом соотношении Т:Ж, равном (3-7):1, перемешивают с получением пастообразной массы, которую формуют в виде брикетов и сушат, брикетированные угольные отходы смешивают с углеродистым восстановителем при массовом соотношении брикетированные угольные отходы: углеродистый восстановитель, равном 1:(15-25), полученную смесь смешивают с ильменитовым концентратом для получения шихты для выплавки титановых шлаков. Изобретение позволяет снизить затраты на сырье и материалы, снизить себестоимость титановых шлаков и уменьшить выбросы в окружающую среду отходов производства. 5 з.п. ф-лы, 3 пр.
Группа изобретений относится к металлургии титана. Титансодержащая шихта для получения тетрахлорида титана содержит титановый шлак, углеродсодержащий материал, хлорид натрия, измельченную формованную смесь из угольных отходов, полученных с фильтров по очистке газов при сушке и транспортировке углеродсодержащего материала, пылевых отходов, полученных с фильтров тонкой очистки газов производства титанового шлака, и связующего. Способ приготовления шихты включает раздельное дробление титанового шлака, хлорида натрия и углеродсодержащего материала и их перемешивание. Готовят измельченную формованную смесь из угольных отходов, полученных с фильтров по очистке газов при сушке и транспортировке углеродсодержащего материала, пылевых отходов, полученных с фильтров тонкой очисти газов производства титанового шлака, и связующего, при этом загружают в емкость упомянутые пылевые отходы, затем на их поверхность одновременно подают упомянутые угольные отходы и жидкое связующее, перемешивают с получением пастообразной смеси, которую формуют, сушат и измельчают, полученную измельченную формованную смесь смешивают с титановым шлаком и с хлоридом натрия, загружают углеродсодержащий материал и перемешивают с получением титансодержащей шихты. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 пр.

Группа изобретений относится к получению порошка из губчатого титана. Установка снабжена герметичной системой, состоящей из дозирующего устройства, роторной дробилки с патрубком для загрузки губчатого титана, патрубком для выгрузки порошка, патрубком для подачи аргона и патрубком для вывода пылевой смеси, циклона, соединенного с дробилкой и выполненного в виде бункера с верхним, боковым и нижним патрубками, и емкости для сбора порошка. Патрубок для вывода пылевой смеси из дробилки соединен с верхним патрубком бункера циклона, патрубок для выгрузки порошка из дробилки соединен с боковым патрубком циклона, нижний патрубок бункера циклона соединен с емкостью для сбора порошка. В дробилку подают аргон с обеспечением заполнения всей герметичной системы до избыточного давления, проводят выдержку, затем равномерно подают в дробилку губчатый титан для измельчения и осуществляют раздельную подачу полученных в дробилке порошка и пылевой смеси в циклон. Порошок титана улавливают в циклоне и выгружают в емкость для сбора порошка, а пылевую смесь осаждают на стенках циклона. Обеспечивается повышение производительности и снижение пожаро- и взрывоопасности. 2 н. и 8 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к переработке титановых концентратов с высоким содержанием кремния, например лейкоксеновых концентратов. Cпособ переработки лейкоксеновых концентратов включает плавление концентрата совместно с содой. При этом содержащийся в концентрате диоксид кремния взаимодействует с содой с образованием растворимых в воде силикатов. Продукт плавления подвергают измельчению и выщелачиванию водой. В результате образуется шлам на основе диоксида титана, пригодный для дальнейшей переработки по традиционным технологиям с получением пигментного диоксида титана, металлического титана и другой титановой продукции. Техническим результатом является снижение экологической опасности за счет исключения использования кислот и щелочей. 1 табл.

Изобретение относится к переработке титансодержащего минерального сырья, преимущественно россыпных титановых руд, включающих лейкоксенизированные формы ильменита, и может быть использовано для получения диоксида титана пигментного качества. Способ включает фторирование ильменитового концентрата насыщенным водным раствором гидродифторида и/или фторида аммония (Т:Ж=1:8-10) при температуре кипения в течение 40-60 мин с последующим отделением осадка фтораммонийных солей железа от раствора, содержащего фтораммонийную соль титана. Полученный раствор очищают от марганца, добавляя порошок металлического железа. Полученный осадок отделяют, а фильтрат очищают от железа осаждением с помощью 30% раствора пероксида водорода. Полученный осадок направляют на дальнейшую переработку, а к очищенному фильтрату добавляют 25% раствор аммиака до полного осаждения при рН 9 оксофтортитаната аммония (NH4)3TiOF5, который направляют на получение диоксида титана ступенчатым пирогидролизом до 850-950°С. Технический результат - повышение степени очистки диоксида титана при повышении полноты его использования. 2 з.п. ф-лы, 2 пр.
Изобретение относится к получению порошка титана. Способ включает загрузку губчатого титана в реторту, вакуумирование и нагрев его в вакууме, подачу водорода в реторту с обеспечением гидрирования губчатого титана при одновременном охлаждении реторты, извлечение гидрированного губчатого титана из реторты, его измельчение и рассев на фракции, загрузку измельченного гидрированного порошка титана в реторту, его дегидрирование, охлаждение реторты и извлечение порошка титана. Водород подают в реторту со скоростью не более 360 м3/час на 1 м2 сечения реторты с обеспечением избыточного давления водорода в реторте не более 44 кПа. Гидрированный губчатый титан измельчают в атмосфере аргона при избыточном давлении не более 10-20 кПа, а дегидрирование ведут путем герметизации реторты, ее вакуумирования до остаточного давления 0,01 кПа, нагрева и подачи аргона с обеспечением избыточного давления 10-30 кПа, при этом удаляют выделяющийся при дегидрировании водород совместно с аргоном с обеспечением остаточного давления 0,01 кПа и производят термическую выдержку в течение 3-5 часов. Обеспечивается получение порошка титана заданной формы - осколочного, игольчатого типа, с пониженным содержанием газовых примесей, таких как водород, азот, хлор и кислород. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к процессу очистки губчатого титана от примесей с помощью вакуумной сепарации. Способ включает в себя установку аппарата сепарации в электропечь, создание вакуума в аппарате с помощью вакуумного насоса, измерение абсолютного давления датчиком абсолютного давления, установленного на патрубке для вакуумирования фланца крышки реторты-реактора, создание вакуума в реторте-конденсаторе с помощью вакуумного насоса, измерение абсолютного давления датчиком абсолютного давления, установленного на хвостовике реторты-конденсатора. В электропечи создают контрвакуум с помощью вакуумного насоса, измеряют абсолютное давление контрвакуума датчиком абсолютного давления, установленного в подине электропечи. При этом датчики абсолютного давления через преобразователь и модули связи соединены с микропроцессорным контроллером, который через модули связи соединен с системой сбора информации и диспетчерского управления и с реле вакуума, соединенным с вакуумными насосами. Использование изобретения позволяет повысить срок службы аппарата сепарации и повысить качество губчатого титана на его выход. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх