एक-चरण आवधिक टाइटेनियम स्लैग उत्पादन प्रौद्योगिकी के लाभ

वर्तमान में, उच्च TiO2 सामग्री (80% और अधिक) के साथ टाइटेनियम स्लैग का उत्पादन केवल अयस्क-थर्मल भट्टियों में संभव और आर्थिक रूप से व्यवहार्य साबित हुआ है।

सिंथेटिक रूटाइल प्राप्त करने के अन्य तरीकों की तुलना में एकल-चरण उत्पादन के कई फायदे हैं। दो-चरण वाला अधिक कठिन है क्योंकि इसमें रोस्टिंग और एसिड लीचिंग को कम करना शामिल है, खतरनाक तरल अपशिष्ट की एक महत्वपूर्ण मात्रा उत्पन्न होती है, और उच्च वित्तीय निवेश की आवश्यकता होती है। एकल-चरण विधि का उपयोग करके सिंथेटिक रूटाइल को पिघलाना इसकी आर्थिक व्यवहार्यता (उत्पादन लागत को कम करना), तकनीकी प्रक्रिया को नियंत्रित करने की संभावना और उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद प्राप्त करने की क्षमता के कारण आशाजनक है।

अयस्क-थर्मल भट्टियों में कमी गलाने की प्रक्रिया पैरामीटर

अयस्क-थर्मल भट्टियों में गलाने में कमी के लिए चार्ज के प्रकार

अयस्क-थर्मल भट्टियों में इल्मेनाइट सांद्रता को कम करने के लिए, दो प्रकार के चार्ज मिश्रण का उपयोग किया जाता है - ब्रिकेट और पाउडर।

रिडक्टेंट के बेहतर उपयोग, कम धूल उत्सर्जन और कम विशिष्ट ऊर्जा खपत के लिए, ब्रिकेट चार्ज के साथ काम करना फायदेमंद है। हालाँकि, ब्रिकेट्स के पकने और उबलने से पिघलने से उनके सीमेंटीकरण के कारण कठिनाइयाँ उत्पन्न होती हैं, जो चार्ज की पारगम्यता को बाधित करती हैं।

इसलिए, औद्योगिक अभ्यास में एक संयुक्त चार्ज भी विकसित किया गया है, जो ब्रिकेट और पाउडर चार्ज का मिश्रण है। उनके बीच का अनुपात टाइटेनियम सांद्रण के प्रकार पर निर्भर करता है। पाउडर चार्ज की सामग्री 30 से 50% तक भिन्न होती है।

ब्रिकेट का निर्माण रोलर प्रेस का उपयोग करके किया जाता है, जिसमें बाइंडर के रूप में सल्फाइड शराब का उपयोग किया जाता है।

अयस्क-थर्मल भट्टियों के प्रकार और उनके लिए आवश्यकताएँ

टाइटेनियम स्लैग को गलाने के लिए, पूर्व यूएसएसआर (यूक्रेन, कजाकिस्तान, रूस) के देशों में निम्नलिखित शक्ति के ट्रांसफार्मर के साथ तीन-इलेक्ट्रोड अयस्क-थर्मल भट्टियों का उपयोग किया जाता है:

रिडक्टेंट के बेहतर उपयोग, कम धूल उत्सर्जन और कम विशिष्ट ऊर्जा खपत के लिए, ब्रिकेट चार्ज के साथ काम करना फायदेमंद है। हालाँकि, ब्रिकेट्स के पकने और उबलने से पिघलने से उनके सीमेंटीकरण के कारण कठिनाइयाँ उत्पन्न होती हैं, जो चार्ज की पारगम्यता को बाधित करती हैं।

इसलिए, औद्योगिक अभ्यास में एक संयुक्त चार्ज भी विकसित किया गया है, जो ब्रिकेट और पाउडर चार्ज का मिश्रण है। उनके बीच का अनुपात टाइटेनियम सांद्रण के प्रकार पर निर्भर करता है। पाउडर चार्ज की सामग्री 30 से 50% तक भिन्न होती है।

ब्रिकेट का निर्माण रोलर प्रेस का उपयोग करके किया जाता है, जिसमें बाइंडर के रूप में सल्फाइड शराब का उपयोग किया जाता है।

24 टन तक चार्जिंग सामग्री मात्रा के साथ 5 एमवीए;

100 टन तक चार्जिंग के साथ 16.5 एमवीए;

120 टन तक चार्जिंग के साथ 25 एमवीए।

वर्तमान में, ऐसे स्लैग को एक बैच प्रक्रिया में खुली और बंद अयस्क-थर्मल भट्टियों का उपयोग करके गलाया जाता है, जिसमें भट्टी में पूरी चार्ज सामग्री को पिघलाना और बाद में गलाने वाले उत्पादों का दोहन शामिल होता है। प्रक्रिया की आवधिक प्रकृति न्यूनतम लौह ऑक्साइड के साथ सिंथेटिक रूटाइल प्राप्त करने की आवश्यकता से प्रेरित होती है। इसे प्राप्त करने के लिए, गलाने की प्रक्रिया के अंत में भट्ठी स्नान में एक रिडक्टेंट जोड़ा जाता है। इस ऑपरेशन को स्लैग समायोजन कहा जाता है।

एक खुली भट्ठी में आवधिक प्रक्रिया, विशेष रूप से स्लैग समायोजन चरण के दौरान जब पिघला हुआ स्लैग सतह ठोस चार्ज से ढकी नहीं होती है, पिघल की सतह और भट्ठी की दीवारों से निकलने वाली गैसों और विकिरण के माध्यम से महत्वपूर्ण गर्मी के नुकसान के साथ होती है।

स्लैग को गलाने के लिए बंद छत वाली अयस्क-थर्मल भट्टियों के उपयोग से प्रक्रिया के तकनीकी और आर्थिक पहलुओं में काफी सुधार होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि भट्ठी की उत्पादकता बढ़ जाती है, विशिष्ट ऊर्जा खपत कम हो जाती है, और उत्पन्न ऑफ-गैसों की कम मात्रा (कई गुना कम) के कारण आउटगोइंग गैसों के साथ सांद्रता (बैच कैरी-ओवर के कारण) का नुकसान कम हो जाता है। इसके अतिरिक्त, गर्मी का नुकसान कम हो जाता है।

सिंथेटिक रूटाइल गलाने वाली भट्टियों पर कई आवश्यकताएं लगाई गई हैं:

भट्ठी में अपेक्षाकृत उच्च विशिष्ट शक्ति होनी चाहिए ताकि चार्ज को बिना किसी महत्वपूर्ण पिघले लगभग 900-1200 डिग्री के तापमान तक तेजी से गर्म किया जा सके और प्रक्रिया के अंतिम चरण के दौरान अत्यधिक चिपचिपे स्लैग की तरल-प्रवाह स्थिति को बनाए रखा जा सके;

तापीय ऊर्जा की आवश्यक सांद्रता सुनिश्चित करने के लिए इलेक्ट्रोड व्यास और इलेक्ट्रोड खपत की दर को अनुकूलित किया जाना चाहिए।

25 एमवीए अयस्क-थर्मल भट्टी की विशिष्टताएँ

25 एमवीए ओटीएफ की विशेषताएं:

इलेक्ट्रोड के प्रकार - ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड;

इलेक्ट्रोड व्यास - 0,71 मीटर;

इलेक्ट्रोड की मात्रा - 3 पीसी ।;

ट्रांसफार्मर की मात्रा - 3 पीसी ।;

ट्रांसफार्मर की शक्ति - 8333 केवीए;

पिघलने की प्रक्रिया के लिए आवेशित सांद्रण का वजन - 120 टन;

फर्नेस शीर्ष - अनुभागीय, पानी से ठंडा;

शीतलन माध्यम - परिसंचारी प्रक्रिया पानी;

सिंथेटिक रूटाइल और संबंधित धातु की अलग-अलग टैपिंग के लिए दो टैप-होल।

कमी गलाने की प्रक्रिया की विशिष्टताएँ

टैप किए गए टाइटेनियम स्लैग का तापमान - {{0}o C, संबंधित धातु का तापमान - 1470-1530o C. टैप करते समय टाइटेनियम स्लैग का वजन - अधिकतम 18 टन।

प्रौद्योगिकी प्रदान करती है:

भट्ठी उत्पादन दर - 62627 टन/वर्ष;

वाणिज्यिक उत्पादों (टाइटेनियम स्लैग) में धूल के पुनर्चक्रण के साथ सांद्रण से टाइटेनियम निष्कर्षण 98% से कम नहीं;

किसी दी गई संरचना के टाइटेनियम स्लैग का उत्पादन;

संबद्ध मानक धातु का उत्पादन।

इल्मेनाइट को गलाने से प्राप्त उत्पाद अयस्क-थर्मल भट्टियों में केंद्रित होते हैं।

इल्मेनाइट सांद्रण को गलाने के परिणामस्वरूप, प्रारंभिक सांद्रण की संरचना के आधार पर, TiO2 सामग्री 84% से 90% और FeO सामग्री 5% से 7% तक के साथ टाइटेनियम स्लैग प्राप्त होते हैं।

एक नियम के रूप में, विभिन्न सांद्रता और उनके मिश्रण के प्रसंस्करण से प्राप्त टाइटेनियम स्लैग की रासायनिक संरचना में मामूली बदलाव होते हैं। यह मुख्य रूप से आयरन ऑक्साइड की कमी प्रतिक्रियाओं की पूर्णता और टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO2) की निम्न ऑक्साइड में पुनः कमी की डिग्री से निर्धारित होता है।

टाइटेनियम स्लैग उत्पादन तकनीक स्पंज टाइटेनियम प्राप्त करने और क्लोराइड या सल्फ्यूरिक एसिड विधियों का उपयोग करके टाइटेनियम डाइऑक्साइड वर्णक प्राप्त करने के लिए, व्यावसायिक रूप से उनका उत्पादन करना संभव बनाती है।

चार्ज गलाने के दौरान स्लैग और कच्चा लोहा के बीच प्रमुख तत्वों के वितरण का आकलन निम्नानुसार किया जा सकता है:

स्लैग में स्थानांतरण: टाइटेनियम - 98.5%, लोहा - 3.5%, सिलिकॉन - 72.0%। सिलिकॉन का एक भाग निम्न ऑक्साइड के रूप में वाष्पित हो जाता है;

कच्चा लोहा में स्थानांतरण: लोहा – {0}}%, टाइटेनियम – 0.8-1.2%, सिलिकॉन – 10-12%, वैनेडियम – 45-48%।

टाइटेनियम स्लैग गलाने की प्रक्रिया का स्वचालन

संबंधित प्रक्रिया में एक स्वचालन प्रणाली का उद्देश्य गलाने के लिए चार्ज तैयारी की प्रक्रिया मापदंडों को नियंत्रित और स्थिर करना और पूर्वनिर्धारित कार्यक्रम के अनुसार उपकरण और तंत्र के निर्बाध संचालन को सुनिश्चित करना है।

सामग्री परिवहन, लोडिंग और अनलोडिंग, पीसने, वर्गीकरण, खुराक और मिश्रण, ब्रिकेटिंग और सुखाने की सभी प्रक्रियाएं मशीनीकृत और स्वचालित हैं।

खुराक प्रणाली का स्वचालन किसी दिए गए संरचना के चार्ज के साथ भट्टियों को लोड करने की एक तर्कसंगत दर प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, चार्ज सामग्री की खुराक, उनके मिश्रण, परिवहन और भट्टी हॉपर को आपूर्ति के मुख्य मापदंडों के समन्वय और नियंत्रण।

अयस्क-थर्मल भट्टी की दक्षता पर सबसे महत्वपूर्ण प्रभाव गलाने की प्रक्रिया और इलेक्ट्रोड स्लिपिंग के इलेक्ट्रिक मोड का स्वचालित नियंत्रण है। संबंधित प्रक्रिया स्वचालन में भट्ठी ट्रांसफार्मर शीतलन, भट्ठी शीर्ष के पानी शीतलन, इलेक्ट्रोड फिसलने, शीर्ष दबाव का विनियमन और अन्य मापदंडों का स्वचालित नियंत्रण शामिल है।

गैस सफाई स्वचालन तकनीकी प्रक्रिया की सुचारू प्रगति के लिए एक महत्वपूर्ण कारक है, जो विद्युत ऊर्जा और कच्चे माल का कुशल उपयोग सुनिश्चित करता है।

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टाइटेनियम स्लैग उत्पादन प्रक्रिया की ख़ासियतें

अयस्क-थर्मल भट्टियों (ओटीएफ) में टाइटेनियम स्लैग उत्पादन की प्रस्तावित तकनीक के गारंटीकृत प्रदर्शन संकेतक

अयस्क-थर्मल भट्टियों (ओटीएफ) में प्रस्तावित तकनीक निम्नलिखित प्रदान करती है:

फर्नेस उत्पादन दर- 62627 टी/वर्ष;

वाणिज्यिक उत्पादों (टाइटेनियम स्लैग) में धूल के पुनर्चक्रण के साथ सांद्रण से टाइटेनियम का निष्कर्षण - 98% से कम नहीं;

आवश्यक संरचना के साथ टाइटेनियम स्लैग का उत्पादन - TiO2 सामग्री - 84-90% और FeO - 5-7%;

एक वाणिज्यिक उत्पाद के रूप में उत्पादन, जिसका उपयोग स्पंज टाइटेनियम प्राप्त करने और क्लोराइड या सल्फ्यूरिक एसिड विधियों का उपयोग करके टाइटेनियम डाइऑक्साइड वर्णक के उत्पादन के लिए किया जा सकता है;

संबंधित धातु का उत्पादन;

प्रक्रिया विस्फोट सुरक्षा और द्वितीयक ऊर्जा संसाधनों की पुनर्प्राप्ति सुनिश्चित करना।

एक स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली (एपीसीएस) निम्नलिखित की अनुमति देती है:

खुराक और भट्ठी चार्जिंग के मशीनीकरण और स्वचालन के कारण गलाने के समय को 3-5% तक कम करना;

भट्ठी के पूरे स्नान क्षेत्र में समान चार्जिंग के कारण स्लैग "उबलने" को कम करने के लिए, गलाने की स्थिति और प्रक्रिया नियंत्रण में सुधार करने के लिए;

इलेक्ट्रिक स्मेल्टिंग प्रक्रिया के स्वचालन के माध्यम से, औसत प्रति घंटा पावर पिक-अप को 7-9% तक बढ़ाना और गलाने के समय को 6-8% तक कम करना संभव है;

प्रति 1 टन टाइटेनियम स्लैग में विशिष्ट बिजली खपत दर को 50-100 किलोवाट तक कम करना और भट्टी उत्पादन दर को 6-8% तक बढ़ाना।

सारांश (निष्कर्ष)

टाइटेनियम स्लैग वैश्विक बाजार में एक उच्च मांग वाला उत्पाद है, जिसमें एक महत्वपूर्ण उत्पादन मात्रा है जो लगातार और दीर्घकालिक विकास की प्रवृत्ति की विशेषता है।

यह टाइटेनियम डाइऑक्साइड वर्णक, धातु टाइटेनियम, टाइटेनियम-आधारित मिश्र धातु और उच्च प्रसंस्कृत उत्पादों को प्राप्त करने के लिए तकनीकी श्रृंखला में एक प्राथमिक वाणिज्यिक उत्पाद (अर्ध-तैयार उत्पाद) है।

इसे अयस्क-थर्मल भट्टियों (ओटीएफ) में कमी गलाने के माध्यम से एकल-चरण विधि में इल्मेनाइट सांद्रण से प्राप्त किया जाता है।

इल्मेनाइट संकेंद्रित संरचना के आधार पर, 84% से 90% तक TiO2 सामग्री और 5% से 7% के बीच FeO सामग्री के साथ टाइटेनियम स्लैग गलाने की प्रक्रिया के कारण प्राप्त होते हैं। इन स्लैग को व्यावसायिक उत्पाद माना जाता है।