Титанова губка
Титанова губка — сировина для виготовлення металічного титану. Титанову губку отримують магнійтермічним (СНД, США, Японія, Китай) і частково натрійтермічним (США, Велика Британія) відновленням тетрахлориду титану.
Виробництво
Технологічна схема виробництва титанової губки включає наступні операції:
- виробництво титанового шлаку методом плавки ільменітового концентрату в рудно-термічних печах;
- отримання титанвміщуючої шихти;
- отримання тетрахлориду титана технічного;
- ректифікаційна очистка тетрахлориду титану технічного;
- відновлення титану із тетрахлориду титану технічного;
- вакуумна сепарація;
- переробка блоків титану губчатого.
Виробництво титанового шлаку полягає у відновлювальній рудо-термічній плавці ільменітового концентрату разом з вуглецевим відновлювачем — вугіллям, коксом чи антрацитом при температурі 1650–1800 °C. Шлак зливають і після охолодження направляють на підготовку титанвміщуючої шихти.
Титанвмісну шихту отримують змішуванням титанового шлаку, вуглецевого відновлювача і хлористого натрію. Тетрахлорид титану утворюється при хлоруванні шихти в розплаві солей у сольових хлораторах (СНД), або хлораторах «киплячого шару» (на закордонних підприємствах); та подальшій конденсації парогазовій суміші, яка виходить із хлоратора в системі апаратів конденсації.
Далі тетрахлорид титану очищують ректифікацією від ванадію та інших домішок.
Відновлення титану із тетрахлориду титану проводиться в апаратах відновлення. Для цього в апарат заливають магній. Апарат з магнієм встановлюють у піч відновлення; в апарат подається тетрахлорид титану. В процесі взаємодії утворюється хлорид магнію, який періодично зливається в ківш і направляється на електроліз для отримання магнію. Після закінчення процесу відновлення апарат з реакційною масою встановлюється в холодильник для охолодження.
Процес вакуумної сепарації реакційної маси здійснюється наступним чином. Апарат сепарації встановлюється в піч і включаються нагрівачі печі. Апарат витримується протягом п'яти годин при температурі 850 0С. При розігріванні з реакційної маси відганяються пари магнію і дихлориду магнію. Після закінчення сепарації нагрівачі вимикають, в апарат подають аргон і він охолоджується. Апарат демонтують і реторту з блоком титану губчатого направляють на переробку.
Виробництво тетрахлориду титану — сировини для виробництва губки, — в СНД базується на використанні шлаків із вмістом TiO2 85-91%, які виплавляються в руднотермічних печах з ільменітових концентратів, та хлоруються у хлораторах з розплавом солей. За кордоном основною сировиною слугує природний чи синтетичний рутил, який піддається хлоруванню у хлораторах «киплячого шару».
Головні виробники
Виробництво титанової губки здійснюють США, Японія, Китай, Казахстан, Російська Федерація, Україна та інші. Виробництво губки в Японії в 2011 р. зросло до 66 тис. т. Китай вийшов на обсяги виробництва 54,6 тис. т (майже 30% світового виробництва).
Російська Федерація — це третій у світі за обсягами виробництва виробник титанової губки — 20 тис. т на рік. Помітним виробником губки є Казахстан (УКТМК).