Процесс Бехера
Процесс Бехера — промышленный процесс , используемый для получения синтетического рутила , формы диоксида титана руды , из ильменитовой . Он конкурирует с хлоридным и сульфатным процессом, которые обеспечивают аналогичную чистую конверсию. [1] [2]
По идеализированной формуле FeTiO 3 ильменит содержит 55-65% диоксида титана , остальное — оксид железа . Процесс Бехера, как и другие процессы обогащения, направлен на удаление железа. В процессе Бехера используется превращение двухвалентного железа (FeO) в трехвалентное железо (Fe 2 O 3 ). [3] Ильменитовые руды можно превратить в синтетический рутил, увеличив содержание TiO2 до 90–96 процентов. [4]
История
[ редактировать ]Эта технология была разработана в начале 1960-х годов в Западной Австралии. [5] по совместной инициативе промышленности и правительства. Процесс был назван в честь Роберта Гордона Бечера , который, работая в государственных химических лабораториях Западной Австралии (предшественник ChemCentre), изобрел, разработал и внедрил эту технологию в промышленность минеральных песков Западной Австралии. [6] Процесс был запатентован в 1961 году. [7]
Процесс
[ редактировать ]
Процесс Бехера подходит для выветрелого ильменита с содержанием хрома низким и магния . [8] Удаление железной части ильменита состоит из четырех этапов:
Окисление
[ редактировать ]Окисление включает нагревание ильменита во вращающейся печи воздухом для превращения железа в оксид железа (III) :
- 4 FeTiO 3 + O 2 → 2 Fe 2 O 3 ·TiO 2 + 2 TiO 2
Этот этап подходит для ряда ильменитсодержащего сырья. [9]
Снижение
[ редактировать ]Восстановление проводят во вращающейся печи псевдобрукитом (Fe 2 O 3 .TiO 2 ), углем и серой, затем нагревают до температуры выше 1200 °С. [10] Оксид железа в минеральных зернах восстанавливается до металлического железа с образованием восстановленного ильменита:
- Fe 2 O 3 ·TiO 2 + 3 CO → 2 Fe + TiO 2 + 3 CO 2
«Восстановленный ильменит» отделяется от полукокса перед следующим этапом.
Аэрация
[ редактировать ]Аэрация включает удаление металлического железа, образовавшегося на последнем этапе, путем его «ржавления». Это преобразование достигается в больших резервуарах, содержащих 1% раствор хлорида аммония , через который прокачивается воздух. Резервуар постоянно перемешивают, и железо ржавеет и выпадает в осадок в виде слизи.
- 4Fe 3O2 → 2Fe2O3 +
Затем более мелкий оксид железа отделяется от более крупных частиц синтетического рутила.
Кислотное выщелачивание
[ редактировать ]После удаления большей части оксида железа оставшуюся часть выщелачивают с помощью 0,5 М серной кислоты . [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Уэлхэм, Нью-Джерси (1996). «Параметрическое исследование механоактивированного карботермического восстановления ильменита». Минеральное машиностроение . 9 (12): 1189–1200. дои : 10.1016/S0892-6875(96)00115-X .
- ^ Бенсон, LL; Меллор, И.; Джексон, М. (2016). «Прямое восстановление синтетического рутила с использованием процесса FFC для производства недорогих новых титановых сплавов» (PDF) . Журнал материаловедения . 51 (9): 4250–4261. Бибкод : 2016JMatS..51.4250B . дои : 10.1007/s10853-015-9718-1 .
- ^ «Рутил и ильменит – австралийское производство и потенциальный профиль» . Архивировано из оригинала 23 февраля 2021 г. Проверено 1 марта 2008 г.
- ^ «Отчет о патентном ландшафте» . ВОИС . Проверено 19 октября 2023 г.
- ^ «Австралийский атлас минеральных ресурсов. Информационный бюллетень о минеральных песках» . Архивировано из оригинала 30 августа 2007 г.
- ^ "Награда за медаль Фонда Клуниса Росса ATSE - 1992" . [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «Обработка титансодержащего материала» . ПРЕТЕНЗИИ Патентные услуги . Проверено 16 августа 2016 г.
- ^ «Титан Университета Мердока» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 1 декабря 2006 г.
- ^ Брукард, Уоррен Дж.; Калле, Кармен; Флетчер, Стивен; Хорн, Майкл Д.; Воробей, Грэм Дж.; Урбан, Эндрю Дж. (2004). «Применение антрахиноновых окислительно-восстановительных катализаторов для ускорения стадии аэрации в процессе Бехера». Гидрометаллургия . 73 (1–2): 111–121. doi : 10.1016/j.гидромет.2003.09.003 .
- ^ «Палата полезных ископаемых и энергетики Западной Австралии — Информационный бюллетень о минеральных песках» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 июля 2008 г.
- ^ «WIPO-WO/1994/003647 ОБРАБОТКА ТИТАНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ» . [ постоянная мертвая ссылка ]
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Венугопал (январь 2005 г.). Технология переработки полезных ископаемых МПТ-2005 . ISBN 9780070599215 . Проверено 10 июля 2013 г.
- Винклер, Йохен (2003). Диоксид титана . ISBN 9783878701484 . Проверено 10 июля 2013 г.