Исследование фтороаммонийного способа разложения ильменитового концентрата
Введение
Ильменит (FeTiO3) является одним из наиболее распространенных минералов оксидов титана. Он имеет множество промышленных применений благодаря высокому содержанию титана и сопутствующих металлов в своем составе. Развитие методов добычи и обработки ильменита имеет большое значение для промышленной и экономической стабильности многих стран, которые располагают значительными запасами этого минерала.Ильменит используют в качестве сырья для получения таких продуктов как:Титан – важнейший конструкционный материал в авиа-, ракето- и кораблестроении.Диоксид титана, используемый в основном в пигментах.Сварочные электроды.Ферротитан и др.На данный момент в промышленности используется сернокислотный метод разложения, уже давно устаревший по своим характеристикам. В первую очередь, метод сложный и многооперационный, но не дающий чистый продукт на выходе. Получаемый диоксид титана требует дальнейшей отчистки от примесей. Существующий хлорный метод также не универсален.
Оглавление
Введение
Литературно-аналитический обзор
1 Минерально-сырьевая база титана. Основные месторождения ильменита, способы добычи и обогащения. Предприятия производители ильменита.
2 Ведущие предприятия на рынке диоксида титана на 2023 год
3 Фториды аммония. Физико-химические свойства. Технологии производства
4 Известные способы переработки ильменита
5 Фтороаммонийные соединения титана, способы получения, свойства, термическое разложение и пирогидролиз
1 Термодинамика. Методы практических расчётов в термодинамике химических реакций. Определение Энергии Гиббса и Энтальпии реакции. Определение оптимального температурного режима
2 Расчет термодинамических функций реакций
3 Материальный баланс процесса в масштабах производства.
4 Кинетика химических реакций. Практическое определение энергии активации химической реакции. Определение области реагирования.
5 ДТА реакции взаимодействия ильменита с фторидом аммония.
6Рентгенофазовый анализ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1Исходные данные
2Приборы и оборудование
3Проведение эксперимента и результаты
4Математическая обработка эксперимента
1Механизм химической реакции
2Технологическая схема фтороамонийного разложения ильменита
3. Материальный баланс
4. Технико-экономические расчёты производства
Список литературы
Список литературы
Sibum, H. Titanium and Titanium Alloys—From Raw Material to Semi-finished Products / Advanced Engineering Materials, 5, 6, 2003, 393-398
Mutava, T.D. Characterisation of a Titanium Precursor Salt and Study of Some of the Treatment Steps Used for the Extraction Process. Ph.D. Thesis, University of the Witwatersrand, Johannesburg, South Africa, 2009
Korneliussen, A.; McENROE, S.A.; Nilsson, L.P.; Schiellerup, H.; Gautneb, H.; Meyer, G.B.; Storseth, L.R. An overview of titanium deposits in Norway. Norges Geologiske Undersokelse 2000, 436, 27–38
U.S. Geological Survey. Mineral Commodity Summaries 2021; U.S. Geological Survey: Reston, VA, USA, 2021; 200p
Шахно, И. В., Шевцова, З. Н., Федоров, П. И., Коровин, С. С. Химия и технология редких и рассеянных элементов / под ред. К. А. Большакова. Учеб. пособие для вузов. Изд. 2-е, перераб. и до. М., «Высшая школа». 1976. – Т. 2. – 360 с.
Добыча и обогащение руд цветных металлов. / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям, Москва, Бюро НДТ, 2017.
Богуславский И. М., Вольфкович С. И., Казакова С. Б., Богданова Н. С. Химич. пром-сть, 1961, с. 450
Судариков Б. Η-, Черкасов В. Α., Раков Э. Г., Братишко В. Д. Тр. Моск. хим.-технол. ин-та им. Д. И. Менделеева, 1968, вып. 58, с. 37
Aigueperse, J., Mollard, P., Devilliers, D., Chemla, M., Faron, R., Romano, R., & Cuer, J. P. (2000). Fluorine Compounds, Inorganic. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry.
Раков, Э. Г. Мельниченко, Е. И. Свойства и реакции фторидов аммония / Успехи химии, Т. LIII, вып. 9, 1984, - 1463–1492, с.
Авторское свидетельство № 489716 A1 СССР, МПК C01C 1/16. Способ получения фторидов аммония : № 1917041 : заявл. 24.04.1973 : опубл. 30.10.1975 / В. К. Фомин, В. П. Десятов, А. Н. Кетов [и др.] ; заявитель ПРЕДПРИЯТИЕ П/Я Г-4904. – EDN VNOELO
По требованиям, предъявляемым к ильменитовому концентрату, содержание TiO2 должно составлять не менее 40-45 %. При производстве пигментного диоксида титана недопустимо присутствие примесей хрома, а металлургическая промышленность не допускает содержания фосфатов; CrO3 и P2O5 не должно быть более сотых долей процента [5]. В целях повышения качества титанового сырья проводится обогащение ильменитовых концентратов, благодаря чему полученный титановый шлак имеет высокую степень извлечения титана (90-92 %). Именно такие титановые полупродукты предпочтительны для получения товарной продукции.Основным источником ильменита являются магматические месторождения, среди экзогенных месторождений можно выделить остаточные месторождения, связанные с корами выветривания ильменитоносных основных пород. Для металлургического производства используются ильменитовые концентраты, полученные из погребенных прибрежно-морских россыпей. Кроме того, в качестве источника используются пески континентальных аллювиально-делювиальных россыпей, при обогащении которых получают ильменитовые концентраты с менее измененным ильменитом [6]. Титановые концентраты содержат значительное количество железа, поэтому для того, чтобы сделать переработку ильменитового концентрата рациональной, были предложены методы предварительной подготовки их к вскрытию – пирометаллургические и химические методы обогащения.Химические методы обогащения ильменитового концентрата включают в себя сернокислотный способ, селективное гидрохлорирование и селективное восстановление углём или сажей.