Спосіб одержання титану

Спосіб одержання титану, який включає магнієтермічне відновлення титану з концентрату діок 3 48292 4 - проведення відновлення титану при темпеПроведення відновлення при підвищенні долі ратурі 700-800°С; магнію вище заявленої призводить до необґрунто- здійснення відновлення титану при співвідваного підвищення витрат магнію, не впливаючи ношенні діоксиду титану та магнію (1,1-1,5):1 на вихід годного продукту. у сукупності з відомими ознаками корисної моПроведення відновлення при підвищенні долі делі забезпечують інтенсифікацію реакцій відновдіоксиду титану вище заявленої призводить до лення титану, за рахунок чого підвищується стузниження ступеня відновлення титану і, як насліпінь відновлення титану та його вихід в готову док, до зниження виходу годного продукту. продукцію при одночасному зниженні енерговитКрім того, при заявлених температурах віднорат та витрат магнію на відновлення. влення титану утворюються оксиди магнію, здатні Проведення магнієтермічного відновлення тирозчинятися у воді та у водних розчинах кислот, тану при температурі 700-800°С інтенсифікує прощо спрощує відділення титану від оксиду магнію. цес відновлення, тому що магній, температура Спосіб одержання титану здійснюють таким плавлення якого 650°С, а температура кипіння – чином. 1105°С, при заявленій температурі відновлення Концентрат діоксиду титану та магній у суміші знаходиться у рідкому стані і активно виконує фунабо пошарово у заявленому співвідношенні загрукцію відновника. Здійснення відновлення титану у жають в розплав суміші алюмінію та магнію з темрозплаві суміші алюмінію та магнію також сприяє пературою 700-800°С через напрямну сталеву інтенсифікації процесу відновлення титану, оскільтрубу за допомогою штовхача. Відновлення титану ки алюміній виконує функцію розчинника магнію і, проводять в сталевому або футерованому магнетим самим, перешкоджає переходу магнію в газозитом тиглі в печі з зовнішнім джерелом нагріву, ву фазу. Це обумовлює підвищення ступеня віднаприклад, в індукційній печі, в атмосфері інертноновлення титану з концентрату діоксиду титану та го газу протягом 60-100 хвилин. Далі продукти відпідвищення виходу титану в готову продукцію, а новлення охолоджують і подрібнюють. Виділення також зниження енерговитрат та витрат магнію на відновленого титану здійснюють шляхом промивідновлення титану. ванням продуктів відновлення у воді або у слабоПроведення відновлення титану у розплаві кислому водному розчині для розчинення оксиду суміші алюмінію та магнію не висуває таких висомагнію. Виділений титан розплавляють у фториді ких вимог до дрібнодисперсності вихідної сировикальцію при температурі 1700-1800°С і одержують ни як при відновленні титану в газовій фазі, вназлиток титану. слідок чого значно зменшуються втрати діоксиду Заявлений спосіб одержання титану був вититану з пиловиносом, що також забезпечує підпробуваний у напівпромислових умовах. вищення виходу титану в готову продукцію. Для проведення експериментів як концентрат Заявлене співвідношення діоксиду титану та діоксиду титану використовували рутил крупністю магнію є необхідним і достатнім для ефективного 20-100мкм. Магній використовували у вигляді відновлення титану при заявлених умовах провестружки. дення відновлення, що встановлено експерименУмови здійснення магнієтермічного відновлентальне. ня титану і результати експериментів наведені в таблиці. Таблиця №№ п/п 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (за прототипом) Температура відно- Співвідношення діоксиду Ступінь відновлен- Питомі витрати електровлення, °С титану та магнію ня титану, % енергії, кВт/год. 2 3 4 5 750 0,9:1 97 5150 750 1,1:1 98 5050 750 1,3:1 99 5000 750 1,5:1 99 4900 750 1,7:1 86 4900 670 1,3:1 87 4850 700 1,3:1 97 4900 800 1,3:1 98 5100 850 1,3:1 90 5300 1100 0,9:1 При проведенні експериментів змінювали: - співвідношення діоксиду титану та магнію (досліди №№ 1 - 5); - температуру відновлення титану (досліди №№ 6-9). В таблиці також наведені результати досліду одержання титану за прототипом (див. дослід № 10 таблиці), в якому магнієтермічне відновлення 75 5700 титану здійснювали при температурі 1100°С при співвідношенні діоксиду титану та магнію 0,9:1, що відповідає перевищенню кількості магнію в 1,85 разів від стехіометричного. Результати дослідів оцінювали по ступеню відновлення діоксиду титану та питомим витратам електроенергії, враховуючі витрати магнію на відновлення титану. 5 48292 6 З таблиці видно, що найкращі результати (вивище заявленої (див. дослід № 9 таблиці) призвосокий ступінь відновлення діоксиду титану та недить до підвищення енерговитрат та до зниження великі питомі витрати електроенергії) одержані ступеня відновлення титану. при проведенні дослідів з заявленими режимами і При проведенні відновлення титану способом умовами здійснення способу (див. досліди №№ 2за прототипом знизився ступінь відновлення тита4, 7, 8 таблиці). ну та вихід його в готову продукцію, а витрати магПри проведенні відновлення з підвищеною нію та енерговитрати значно зросли. долею магнію від заявленої (див. дослід № 1 табТаким чином, заявлений спосіб одержання тилиці) значно зростають витрати магнію. тану забезпечує інтенсифікацію реакцій відновПри проведенні відновлення з підвищеною лення титану, за рахунок чого підвищується студолею діоксиду титану від заявленої (див. дослід пінь відновлення титану та його вихід в готову № 5 таблиці) знижується ступень відновлення типродукцію при одночасному зниженні енерговиттану і, як наслідок, знижується вихід годного прорат та витрат магнію на відновлення. дукту. Спосіб одержання титану, що заявляється, Проведення відновлення титану при темпераздійснюється на загальновідомому обладнанні з турі нижче заявленої (дослід № 6) недоцільно внавикористанням відомих матеріалів і засобів, що слідок зниження ступеня відновлення титану, а підтверджує промислову придатність об'єкта. проведення відновлення титану при температурі Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601