Productieproces van titaniumspons

1. Titaniumspons

Het is een sponsachtig metaaltitanium geproduceerd door thermische reductie van metaal en is de grondstof voor titaniumverwerkingsmaterialen. Het wordt gewonnen uit rutielilmeniet en na het smelten en smeden omgezet in verschillende materialen van titaniumlegeringen. Afhankelijk van de verschillende zuiverheid kan sponstitanium worden onderverdeeld in zeven klassen, één tot vijf, evenals klasse 0 en klasse 0A. Het titaniumgehalte varieert van 98,5 tot 99,7. Hoe kleiner het getal, hoe hoger het titaniumgehalte.

De kwaliteitsclassificatie van titaniumspons wordt voornamelijk geclassificeerd op basis van de chemische samenstelling, porositeit en sterkte. De specifieke classificatie is als volgt:

Afhankelijk van de chemische samenstelling en Brinell-hardheid kunnen titaniumsponsproducten worden onderverdeeld in 7 merken (klassen): MHT-95, MHT-100, MHT-110, MHT-125, MHT-140, MHT-160, MHT-200.

Afhankelijk van de porositeit en het adsorptievermogen kan de titaniumspons in twee kwaliteiten worden verdeeld: lage porositeit en hoge porositeit. Titaniumspons met lage porositeit heeft een beter ademend vermogen, terwijl titaniumspons met hoge porositeit een groter oppervlak en een beter adsorptievermogen heeft.

Afhankelijk van het sterkteniveau kan titaniumspons worden onderverdeeld in verschillende kwaliteiten. Titaniumspons met hogere sterkte is bestand tegen grotere krachten, heeft een betere duurzaamheid en anti-vervormingsvermogen, en is geschikt voor toepassingsscenario's met lichte belasting of lage druk. Titaniumspons met lagere sterkte is geschikt voor toepassingen met lichte belasting of lage druk.

2. Titaniumspons is hoofdzakelijk verdeeld in volledige proces- en semi-procesprocessen:

Het hele procesproces omvat hoofdzakelijk drie processen: chloreringsraffinage, reductiedestillatie en magnesiumelektrolyse. Eerst worden titaniumrijke materialen gechloreerd en verfijnd om titaniumtetrachloride te produceren, en vervolgens wordt titaniumtetrachloride gereduceerd met magnesium om titaniumspons te verkrijgen. Ten slotte wordt elektrolyse gebruikt om het magnesiumchloride dat tijdens de reductiestap ontstaat, te reduceren tot chloorgas en magnesium voor recycling.

Bij het semi-procesproces wordt geraffineerd titaniumtetrachloride direct aangekocht en na reductie een titaniumspons geproduceerd, waarbij de chlorideraffinage- en magnesiumelektrolyseprocessen achterwege blijven. Omdat magnesium niet deelneemt aan de cyclus, zijn de kosten van een semi-process titaniumspons over het algemeen hoger.

3. Stoffen die worden gebruikt bij de productie van titaniumspons:

Afhankelijk van het productieproces kunnen er verschillende soorten en hoeveelheden afval en producten ontstaan. Over het algemeen worden tijdens de productie van titaniumspons zowel gasvormig afval, zoals chloor, waterstofchloride en titaniumtetrachloride, als vast afval zoals halogeniden gegenereerd. Het merendeel van dit afval moet op de juiste manier worden behandeld of gerecycled om de veiligheid en milieubescherming van het productieproces te garanderen.

Bovendien zal er tijdens het productieproces van titaniumspons een grote hoeveelheid afvalwater worden gegenereerd. Deze afvalwaters bevatten voornamelijk stoffen zoals waterstofchloride en titaniumtetrachloride, die moeten worden behandeld om aan de lozingsnormen of recyclingnormen te voldoen.

4. Secundair alkalisch wasbehandelingsproces

Het is een verbeterde ontzwavelingsmethode voor alkalisch wassen, waarbij twee continue gaswassers worden gebruikt voor ontzwaveling. In de wasser van de eerste trap komt het ruwe gas in contact met de alkalische oplossing, waardoor een gas-vloeistofreactie ontstaat. Het zwaveldioxide reageert met het hydroxide in de alkalische oplossing om thiosulfaat te vormen. Veelgebruikte alkalische oplossingen zijn natriumhydroxideoplossing (NaOH) en natriumcarbonaatoplossing (Na2CO3). De chemische vergelijking van deze reactie is SO2 + NaOH → NaHSO3.

5. Werkingsprincipe van bijtende soda-oven met gesmolten zout

Het maakt gebruik van de warmte-uitwisseling tussen verbrandingsgas en gesmolten zout om warmte-energie door de hete zoutstroomcirculatie te geleiden. Concreet wordt het zoute materiaal verwarmd tot zijn smeltpunt om gesmolten zout te vormen, en de thermische energie daarin wordt opgeslagen in een thermische opslaginrichting. De thermische energie in het gesmolten zout wordt vervolgens gebruikt om stoom op hoge temperatuur en hoge druk te genereren, die wordt omgezet in elektrische energie. Ten slotte wordt de resterende hete en koude pekel teruggevoerd naar de gesmolten zoutoven voor verwarming om recycling van warmte-energie te bewerkstelligen. Dit werkingsprincipe maakt de oven van gesmolten zout bijtende soda tot een efficiënte en milieuvriendelijke apparatuur voor energieconversie die op grote schaal kan worden gebruikt op vele gebieden, zoals de opwekking van thermische zonne-energie, industriële verwarming, enz.

6. Behandelingsmethode van industrieel zoutdroogstof
Fysische methode: Maak gebruik van het oplosbaarheidsverschil tussen industrieel zout en natriumchloride om een ​​verzadigde oplossing van kaliumnitraat te maken. Na afkoelen zal het grootste deel een kristallijn neerslag worden, terwijl natriumchloride in de moederloog aanwezig zal zijn. scheid de gefilterde kristallen van de moederloog.

Chemische methode: Los eerst industrieel zout op in water om een ​​oplossing te maken, voeg overtollige zilvernitraatoplossing toe, zilverionen reageren met chloride-ionen om zilverchlorideneerslag te vormen, voeg vervolgens overtollig zoutzuur toe aan de oplossing om overtollige zilverionen neer te slaan en filtreer. Tenslotte wordt de gefilterde oplossing verwarmd om overtollig zoutzuur te verwijderen.

Chloreringsafvalzout is het afval dat ontstaat bij het chloreringsproces van gesmolten zout, voornamelijk zouthoudend afval en zoutresiduen. De vorming van dit afval is een onvermijdelijk product van het chloreringsproces, en de componenten en samenstelling ervan houden verband met de gebruikte chloreringsgrondstoffen en oplosmiddelen. De behandelingsmethoden van gechloreerd afvalzout omvatten breken, alkalische reactie, filterpers, precisiefiltratie, ultrafiltratie en andere stappen. De producten die tijdens het behandelingsproces worden verkregen, kunnen als grondstof worden gebruikt. De door persfiltratie verkregen ijzer-titaniumslak kan bijvoorbeeld als grondstof worden gebruikt of als algemeen afval worden gestapeld. De door ultrafiltratie verkregen natriumchloridepekel kan worden gebruikt als grondstof voor het proces van het bereiden van natronloog door middel van ionenmembraanelektrolyse of vast zout wordt verkregen na verdamping en terugwinning.

De belangrijkste verschillen tussen het spons-titaanchloride-uitlaatgasbehandelingssysteem en het elektrolytische magnesium-uitlaatgasbehandelingssysteem zijn als volgt:

Het chloreringsrestgasbehandelingssysteem behandelt hoofdzakelijk het afvalgas dat in de chloreringswerkplaats wordt gegenereerd en dat voornamelijk zure gassen zoals chloor en waterstofchloride omvat. Om de zuivering en afvoer van afgas te bereiken, zal het systeem een ​​alkalische wasbehandeling uitvoeren, zure gassen door chemische reacties omzetten in zoute stoffen en de afvoer van afgas realiseren.

Het elektrolytische magnesium-staartgasbehandelingssysteem behandelt voornamelijk het afvalgas dat wordt gegenereerd in de elektrolytische magnesiumwerkplaats, dat voornamelijk chloorgas en magnesiumdamp omvat. Om uitlaatgassen te zuiveren en af ​​te voeren, zal het systeem stof verwijderen, magnesiumdamp condenseren tot magnesiumdeeltjes en chloorgas verzamelen voor hergebruik. Tegelijkertijd voert het systeem ook gasdiffusiecontrole uit om de magnesiumdamp die niet is ontstoft uit het uitlaatgas in de werkplaats effectief te controleren en te voorkomen dat deze zich naar de omgeving buiten de werkplaats verspreidt.

Over het algemeen ligt het belangrijkste verschil tussen het spons-titaniumchloride-staartgasbehandelingssysteem en het elektrolytische magnesium-staartgasbehandelingssysteem in de verschillende afgascomponenten en behandelingsmethoden.

7. Behandelingsproces van het staartgas van sponstitaniumchloride en het elektrolytische behandelingsproces van het staartgas van magnesium:

Het spons-titaniumchloride-staartgasbehandelingsproces omvat hoofdzakelijk de volgende stappen:

Natte zuiveringsbehandeling: Eerst moet het afgas worden behandeld door middel van natte zuivering. Deze stap houdt voornamelijk in dat het afvalgas naar de zuiveringsapparatuur wordt gestuurd en met water wordt besproeid om te worden gewassen. Tijdens dit proces lossen HCl en NaCl op in water en hydrolyseert TiCl4, waardoor vaste stofdeeltjes in het water worden gewassen. Bij zuiveringsapparatuur kan gebruik worden gemaakt van wastorens, centrifugale wassers, sproei-absorptietorens en schuimstofafscheiders, enz.

Dechlorering: Om chloor verder te verwijderen kunnen afhankelijk van de chloorconcentratie verschillende methoden worden gebruikt. Wanneer de chloorconcentratie in het uitlaatgas laag is, wordt vaak kalkmelk (Ca(OH)2) gespoten en reageert het chloor met de kalkmelk waardoor Ca(ClO)2 ontstaat. Als de chloorconcentratie in het uitlaatgas laag is, maar het uitlaatgasvolume groot, wordt vaak NaOH of Na2CO3 gebruikt voor het spuiten en zal het chloor ermee reageren om NaClO te vormen, dat als bleekpoeder kan worden gebruikt. Als de chloorconcentratie in het uitlaatgas hoog is, maar het uitlaatgasvolume klein, kan FeCl2-spray worden gebruikt om het chloor te absorberen. Bij dit proces wordt het FeCl2-elutiemiddel bereid door ijzervijlsel vooraf te laten reageren met HCl. Na elutie wordt FeCl3 gegenereerd. FeCl3 wordt met ijzervijlsel toegevoegd en voor recycling gereduceerd tot FeCl2.

Het elektrolytische magnesiumstaartgasbehandelingsproces omvat hoofdzakelijk de volgende stappen:

Magnesiumelektrolyse: De elektrolysewerkplaats zal het magnesiumchloride dat in de reductiewerkplaats wordt geproduceerd, elektrolyseren om magnesium- en chloorgas te produceren. Het door elektrolyse geproduceerde magnesium wordt als reductiemiddel naar de reductiewerkplaats gestuurd voor de productie van titaniumspons, terwijl het chloorgas naar de chloreringswerkplaats wordt gestuurd voor de productie van titaniumtetrachloride.

Elektrolyse en herstoombehandeling van staartgas: Het elektrolyse- en herstoombehandelingssysteem voor staartgas heeft de functie van het zuiveren en afvoeren van zure afvalgassen in het magnesiumelektrolysesysteem en de herstoomwerkplaats. Deze zure afgassen bestaan ​​hoofdzakelijk uit chloor en waterstofchloride.

8. Tijdens het chloreringsproces van titaniumspons worden verontreinigende stoffen geproduceerd:

Organische chloriden: zoals titaniumtetrachloride, chloroform, dichloormethaan etc. Deze organochloriden zijn vaak giftig en kunnen milieuvervuiling veroorzaken.

Anorganische chloriden: zoals chloor, waterstofchloride, enz. Deze anorganische chloriden zijn ook giftig en kunnen milieu- en biologische gevaren veroorzaken.

Andere verontreinigende stoffen: Tijdens het chloreringsproces kunnen enkele andere verontreinigende stoffen ontstaan, zoals fosgeen (COCl2), eveneens giftige stoffen.

9. Oxidatieprincipe van het uitlaatgasbehandelingssysteem met sponstitaniumchloride:

Vooral onder bepaalde temperatuur- en drukomstandigheden wordt de zuurstof in de lucht gebruikt om titaniumtetrachloride in het uitlaatgas te oxideren tot titaniumdioxide. Concreet kan het oxidatiereactieproces worden onderverdeeld in de volgende stappen:

Chloor reageert met zuurstof en vormt chloraationen: Cl2+O2=2ClO3
Chloraationen reageren met titaniumtetrachloride en vormen titaniumdioxide en chloor: TiCl4+2ClO3=TiO2+2Cl2+O2

Dit proces wordt uitgevoerd bij een bepaalde temperatuur (zoals 600-800 graden) en druk (normale druk). Tegelijkertijd moet een katalysator (zoals vanadiumpentoxide, enz.) worden toegevoegd om de reactie-activeringsenergie te verminderen en de reactie te bevorderen. Het resulterende titaniumdioxide kan als bijproduct worden gerecycled, terwijl het chloor kan worden hergebruikt bij de chloreringsproductie.

Opgemerkt moet worden dat het oxidatieproces wordt uitgevoerd onder bepaalde temperatuur- en drukomstandigheden, dus de reactieomstandigheden moeten strikt worden gecontroleerd en er moet aandacht worden besteed aan het recyclen van chloor in het uitlaatgas om de productiekosten en de milieuvervuiling te verminderen.

10. De relatie tussen hoogwaardig titanium en titaniumlegeringen en titaniumspons:

Allereerst verwijzen hoogwaardige titanium- en titaniumlegeringen naar titanium en titaniumlegeringen met uitstekende eigenschappen en speciale toepassingen, zoals hoge sterkte, hoge taaiheid, corrosieweerstand, prestaties bij hoge temperaturen, enz. Titaniumspons is een titaniumlegering geproduceerd door de reactie van titaniumtetrachloride en magnesium. Het wordt doorgaans gebruikt als grondstof voor de productie van hoogwaardig titanium en titaniumlegeringen.

Concreet wordt de relatie tussen hoogwaardig titanium en titaniumlegeringen en titaniumspons voornamelijk weerspiegeld in de volgende aspecten:

Grondstoffen: Titaniumspons is een van de grondstoffen voor de productie van hoogwaardig titanium en titaniumlegeringen. Door titaniumspons verder te verwerken en te legeren, kunnen hoogwaardige titanium en titaniumlegeringen met uitstekende eigenschappen worden geproduceerd.

Productieproces: De productieprocessen van hoogwaardig titanium en titaniumlegeringen zijn vergelijkbaar met die van titaniumspons, waarvoor een reeks smelt-, verwerkings- en warmtebehandelingen vereist zijn. Het productieproces van hoogwaardig titanium en titaniumlegeringen is echter complexer en geavanceerder, waardoor hogere technische eisen en strengere kwaliteitscontroles nodig zijn.

Toepassingsgebieden: Hoogwaardige titanium en titaniumlegeringen worden voornamelijk gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, militaire, petrochemische en andere gebieden en hebben een breed scala aan toepassingen. Titaniumspons wordt voornamelijk gebruikt voor de productie van zeer sterke, corrosiebestendige onderdelen van titaniumlegeringen die nodig zijn in de lucht- en ruimtevaart, auto's en andere gebieden.

Over het algemeen bestaat er een nauwe relatie tussen hoogwaardig titanium en titaniumlegeringen en titaniumspons. Er zijn bepaalde overeenkomsten tussen hun productieprocessen, grondstoffen en toepassingsgebieden, maar op het gebied van productietechnologie, productprestaties en toepassingsgebieden zijn er ook bepaalde verschillen.

11. De processtroom van hoogwaardige titaniumzuivering is als volgt:

Als grondstof wordt zeer zuiver titaandioxide geselecteerd en voor de reductiebehandeling wordt een reductiemiddel toegevoegd.

Het gereduceerde titaandioxide wordt gebeitst om onzuiverheden te verwijderen.

Na het beitsen wordt het titaniumdioxide gewassen met water en gedroogd, waarna een reductiemiddel wordt toegevoegd voor reductie bij hoge temperatuur.

De gereduceerde titaniumspons wordt verbrijzeld en gemalen om een ​​titaniumspons met fijne deeltjes te verkrijgen.

Fijnkorrelig sponstitanium wordt bij hoge temperaturen gesmolten en vacuümsmelttechnologie wordt gebruikt om onzuiverheden en gassen te verwijderen.

Na het raffineren wordt de titaniumspons continu gegoten en gegoten om titaniumstaven met een hoge zuiverheid te verkrijgen.

Met behulp van smeedtechnologie op hoge temperatuur worden titaniumstaven bij hoge temperaturen gesmeed om zeer zuivere titaniummaterialen te verkrijgen.