автореферат диссертации по металлургии, 05.16.03, диссертация на тему:Исследование и разработка высокопроизводительной технологии получения тетрахлорида титана

Р(В од

■1 Г. РЛ-' <

' ; : '"" : ЗАПОРОЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

ИНЖЕНЕРНАЯ АЩШ

На правах рукописи

СИНЕНКО АЛЕКСАНДР ПАВЛОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕГРАХЛОРЭДА ТИТАНА

Специальность 05.16.03 - металлургия цветных

и редких металлов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Запорожье - 1995 г.

Диссертацией является рукопись

Работа выполнена в Государственном научно-исследовательском и проектном институте титана.

Научный руководитель: д.х.н., профессор

Галицкий Николай Владимирович

Официальные оппоненты: д.т.н., с.н.с.

Мкхаклин Вадим Николаевич

Е.ТвН»^ С«Н«С»

Свядощ Игорь Юрьевич

Ведущая организация - Запорожский титако-магниевый комбинат

Защита диссертации состоятся 28 декабря 1995 г. в 12 час на заседании специализированного ученого совета Д.08.03.01 при Запорожской Государственной инженерной академии по адресу: 330006, г. Запорожье, пр. Ленина, 226

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке 3 Г И А.

Автореферат разослан

ч.

■Ж»

1995 г.

Ученый секретарь специализированного

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работ. Металлический титан с уникальными механическими и антикоррозионными свойствами является перспективным конструкционным материалом.Высокая распространенность ( 4-е место среди металлов) рудных месторождений позволяет получать его в количествах,соизмеримых с объемом производства нержавеющих отвлей.Однако,пока сложная энергоемкая технология производства титана не позволяет наладить его выпуск в достаточных объемах. Основное направление решения этой проблемы - интенсификация технологических процессов со значительным снижением затрат.

Одной из самых сложных стадий металлургии титана является производство четыреххлорисгого титана (Т1Си ).исходного продукта для получения качественного металлического титана.ТЮ1* необходим также в больших количествах для производства пигментного диоксида титана хлорным методом.

Цель работы. Целью работы является разработка высокопроизводительной технологии производства тетрахлорида титана из оксидного сырья,а также методов количественной оценки-различных способов хлорирования.

Научная новизна. В диссертационной работе впервые:

- разработана интенсивная технология хлорирования оксидных титансодержавдх материалов и оборудования для ее реализации;

- разработан метод количественной оценки процесса хлорирования брикетированной (окомкованной) оксидной титансодержадей шихты с использованием в качестве критерия оценки минимальной геометрической поверхности полного поглощения С1г шихтой (Рш) и ее отношения к поперечному сечению реактора (ф) с контролем по минимальной высоте слоя полного поглощения хлора (Лщ);

- установлено влияние на Рш температуры процесса хлорирования (Т),линейной скорости хлора ),размера хлорируемых кусков шихты (й).крупности частиц оксида и восстановителя.разбавления хлорирующего агента,состава титансодержащего материа- " ла;

- выполнены технологические испытания титансодержащих материалов ряда новых месторождений и разработан метод расчета ожидаемых технологических показателей в зависимости от состава исходного сырья;

- разработана математическая модель процесса хлорирования оксидов титана в псевдоошженом слов,позволяющая рассчитывать удельную производительность процесса (q„);

- показана возможность хлорирования с высокими удельными производительностями рутила,ильменита,циркона,глинозема;определены технологические параметры для интенсификации процесса хлорирования циркона.

Личный вклад диссертанта. Исследованы технологические свойства окомкованной титансодержащей шихты в сравнении с брикетированной шихтой в процессах ее сушки.прокалки и хлорирования. Сформулирован и экспериментально проверен метод сравнения мак-рокинвтики различных способов хлорирования.Выполнены расчеты "максимальной удельной производительности" процессов хлорирования окомкованной и порошкообразной шихт.Разработана технология получения TICU с использованием окомкованной шихты.

Практическая ценность. Разработан способ высокоскоростного хлорирования искусственных титанатов (шлаков).естественного и искусственного рутилов,циркона,глинозема,позволяющий интенсифицировать процесс получения Т1С1* и других хлоридов.Результаты работы могут быть использованы при проектировании металлургических и химических предприятий,производящих TtCU и хлориды других металлов.

Реализация работ. Результаты исследований использованы при интенсификации промышленного способа хлорирования окомкованной шихты в шахтных хлораторах ЗТМК.В результате интенсификации процесса удельная производительность шахтных хлораторов увеличилась до 30 т/м3сут против 8 т/мэсут, а извлечение Ti возросло на 1.6 %.0т внедрения результатов работы получен экономический аффект « 270 тыс.руб./год (в ценах 1984г.).

Разработана конструкция высокоскоростного шахтного хлоратора производительностью со 120 т TiCl* в сутки при Uqj в зоне ре-

акции до 0.8 м/с,предназначенного для хлорирования окомкованной шихты.

Апробация работы. Работа и отдельные этапы докладывались на научно-технических советах Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института титана в 1971-1995 гг.Основные результаты работы доложены на 1-й и 11-й Всесоюзных конференциях "Производство титана и его применение в народном хозяйства" (Запорожье,1972 и 1976 гг.),на Всесоюзной конференции по металлургии титана (Москва, 1979г.),на Ш-й научно-технической конференции НПО "Союзцветметавтоматика" (Запорожье,1980г.),на научно-технической конференции,посвященной 50-летию СКГМИ (Орджоникидзе, 1981 г.),на 11-й: научно-технической конференции по хлорной металлургии (Москва,1989 г.),Всесоюзном научно-техническом совещании "Проблемы комплексного освоения Ярегского нефте-титанового месторождения" (Сыктывкар,1991 г.).

Метод лабораторного технологического испытания титансодер-каощх материалов был экспонирован на ВДНХ (г.Москва) и удостоен бронзовой медали.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ.

Объел работы и структура. Работа состоит из введения, в глав,заключения и приложений,изложена на 123 страницах машинописного текста и включает 44 рисунка и 41 таблицу.Список литературы содержит 162 наименования.

II. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Рассмотрение состояния вопроса по хлорированию брикетированных оксидных титансодержащих материалов в шахтном хлораторе и порошкообразной шихты в расплаве хлористых солей и псевдоо-киженом слое позволило поставить задачи исследований для повышения технико-экономических показателей процесса получения

тюи.

Разработка технологии получения окатышей.

Хлорирование оксидных титансодержавдх материалов - процесс

гетерогенный и проходит с достаточной скоростью только в присутствии восстановителя (нефтяного или пекового кокса).С целью повышения контакта между реагирующими фазами измельченные ти-тансодержащий компонент и восстановитель брикетируют или оком-ковывают (подготовленная шихта),используя в качестве связующего каменно-угольный пек,сульфитно-спиртовую барду (ССБ),сушат и прокаливают для удаления водорода.

В лабораторных и промышленных условиях были определены оптимальные рекимы производства окатышей,которые готовили в металлическом барабане,подавая в него через распылитель ССБ плотностью 1.17 г/см3 на предварительно измельченные до крупности -0.1 мм и смешанные в весовом соотношении 5:2 титансодержа-щий шлак и восстановитель.Перед прокалкой окатыши высушивали для упрочнения и удаления Нг и ЯгО.Прокалкой окатышей в интервале температур 470-1100 К установлено,что процесс сопровождается выделением из окатышей Яг,СО,СОг,смол и ЕгО. Начиная с 660 К выход газов и доля Яг в них возрастает пропорционально температуре.Обьем выделившихся газов практически не зависит от скорости нагрева и при температуре 1100 К составил для брикетов 62-69 мэ/т,а для окатышей « 106 мэ/т.

Исследования процесса хлорирования 6 слое шхш.

Хлорирование подготовленной титансодержащей шихты в шахтных хлораторах (Рис.1) протекает по уравнению:

{1+п/2)3,£Ог+(1+п)а+(2+П)С7г = (14П/2 )ТЮи +ПС0+С0? (1 )

С, --

Т07, * ¿н,о • по, • мсг Ш — С^.* и.

(№!,) * % (И.П/ОИ,}* (ко

ШГ, ' (И,)- (СО) ' №1)

псе, ''■■¡(й-гпе^- от)

/ияэЬ*V иа/ио!

Щ 'С'^ — ЪСЪ'СО'СО,

т. 'Оър —т > шг

Рис Л.Промышленный шахтный хлоратор

Для решения поставленной задачи в качестве объекта исследований был принят слой шихты,как наиболее точно моделирующий условия процесса в промышленном хлораторе.Хлорирование проводили стандартным испаренным хлором из баллонов.Получение надежных количественных данных обеспечивалось разработанными точными методами измерения расхода СЬи его содержания в отходящих газах хлоратора.

Исследования в интервале температур 923-1223 К,скоростей иС1г от 0.4 до 3.7 см/с и высотах слоя 5-40 см на брикетах массой ~ 21 г. показали,что процесс хлорирования в начале опыта протекает с постоянной скоростью,пропорциональной затем

скорость хлорирования снижается и соотношение С0:ССк изменяется. С увеличением начальной высоты слоя "проскок" С1г естественно уменьшается (Рис.2).

1

У

/

'/ а.

г

01

д а,

^02 л . 1 у

м

3

/ . Л

Рис.2.Развитие процесса хлорирования в слое высотой 5,10,20 и 40 см при

1.3 см/с

О ¡20 I !

В начальный период зона реакции в слое растягивается,что соответствует увеличению поверхности реагирующей шихты (Т) до достижения ею постоянного значения (?ш).которому соответствует полное хлорирование низшего ряда брикетов в слое (Рис.3).Значение величины ^определяется в момент появления "проскока" С1г при условии полного хлорирования нижнего ряда брикетов.Высоту

а

, зяоа

I

с;

гол■>

Рис.3.Изменение площади внешней поверхности шихты (Г) от времени хлорирования СО

Врем.я

Г, дал

слоя,соответствующую обозначили высотой слоя полного поглощения С1г шихтой (?1щ).Эти величины являются количественной мерой процесса хлорирования подготовленной шихты и отражают влияние на процесс свойств хлорируемого сырья и условий опыта.

На ряде оксидных титансодеркащих материалов новых месторождений был разработан метод технологического опробования сырья,который на основании данных лабораторных исследований позволяет определить ориентировочные технологические показатели, ожидаемые при промышленной переработке данного вида сырья.

Макрокинетит хлорирования подготовленной тшы. 1 .. Хлорирование дробленых до крупности 6-7 мм кусков промышленных брикетов при ГГ23К показало,что при от 0.05 до 1.0 м/с проскок С1г появляется при одной и той ке конечной высоте слоя О.Об-О.ГО м (Рщ=150-200 смг),что соответствует удельной производительности по ТЮи « 4000 т/мэсут при = I м/с (Табл.1).Аналогичные закономерности отмечены при хлорировании промышленных окатышей диаметром,' 10-15 мм (Рис.4);при тех ке 10££г величина Нщ составила 0.3-0.4»'м.

Установлено,что в интервале температур 923-П23К (Лщ) не изменяется.Следует отметить,что снижение температуры от П23К до 823К приводит к увеличению потерь Т1 с непрохлориро-

/оса

Таблица 1

Результаты хлорирования брикетов размером d = 5-7 мм

Линейная скорость хлора, шС1г> м/с Масса загрузки, ш, Начальная высота слоя, V м Время до начала проскока хлора, Масса про- хлори- рован- ной шихты, Масса остатка фракции -2мм, Конечная высота слоя, Конечная поверхность, Выход непро- хлори- рован- ного остат- Удельная обьемная производительность , т/мэсут Отношение F... к площади поперечного сечения реактора, Ф»

г х.с ДМ,г ГП2 ,г Vм Гш,смг ка, % q q' мг/мг

0.05 61 0.3 5700 56.0 10.5 0.09 95 18.30 117 54 54

0.50 225 1 .3 1226 209.6 23.9 0.08 165 11.42 1901 1002 94

0.50 55 0.3 270 46.0 5.0 0.08 172 10.86 1901 1534 97

0.50 69 0.3 260 51.5 4.9 0.07 155' 9.51 2028 1904 88

0.50 69 0.3 240 47.0 6.0 ' 0.08 179 12.76 1901 1764 101

0.75 67 0.3 110 42.4 5.6 0.09 197 13.20 2535 2927 106

0.75 59 0.3 107 44.3 3.9 0.07 137 8.80 3260 4229 78

1.00 62 0.3 87 44.1 5.1 0.09 183 11.56 3381 3930 104

1.0 0 63 0.3 90 48.7 4.8 0.08 151 9.86 3804 4875 86

ванным остатком с 1.42 до 27.91% ; при этом Ьщ возрастает примерно на 30 %.Различные способы подготовки шихты (брикетирование и окомкованке) на полноту усвоения хлора шихтой существенно не влияют.

0,2 о.* ОМ ОЛ 1.0 Спорости хло/ХУ, и/с

Рис.4. Удельная производительность при хлорировании окатышей

Удельную обьемную производительность qy рассчитывали по формулам:

РСЪ М сТ10г Штюи %=- (2) и q•= - (3)

V \ \ *

где - линейная скорость хлора; РС12 - плотность хлора;

т) - переводной коэффициент хлора на I т Т1С1*; йщ - высота слоя полного поглощения хлора шихтой; АМ - изменение массы шихты в реакторе; х - время опыта; сТ10г~ конЦ9нтрация ГгОг в шихте;

~ с0°твв'гс'1вэт10 молекулярный вес веществ.

При со^ > 0.7 м/с наблюдался вынос шихты из реактора.Начало выноса соответствует расчетному значению первой критической скорости-псевдоожижения для окатышей диаметром 10-12 мм, при котором происходит их повышенное истирание.Расчетную высоту

слоя шихты.обеспечивающую полное поглощение хлора,получили путем решения уравнений (2) и (3) относительно (Ьщ):

• ЫСЪ Рс2г 1 мпси Сси

ь = --[М] (4)

6Т] б рш (1-5) ЫПОг СП0г

где с1 - размер окатышей,м;

5 - толщина слоя,прореагировавшего в единицу времени,м; •• рщ- плотность шихты,кг/мэ; е - порозность слоя, или с учетом В = \ (ш^ ):

Р С1г й ШТ10г

Ь=--[М] (5)

^ б г? 5(1-6) Мпси Сп0г

Полному поглощению хлора соответствовало отношение геометрической поверхности шихты к сечению реактора (ср) в пределах 60-90.Величина (<р) безразмерна и равна:

? к.. % Ф й

<р = _ = — (б), откуда 11,. =- (7),

^ <1 %

где Р - наружная поверхность гранул шихты (Р=7гс1 п,где п -- количество гранул);

Г - сечение реактора. Для самой свободной упаковки число рядов: ■ 11 тп Ф

Я- = -5-= —— (при ф=60.. .90; 1^=19...29). (8)

^ й % "

В общем виде:

Кг <Р Кг

п_= -*-= К ф (9) ; при К = --(10)

Р К| % ^ тс

где К| - коэффициент,учитывающий-изменение плотности упаковки; Кг - коэффициент,учитывающий изменение размера окатышей. При самой плотной упаковке = 12,5 й.Упаковка реального слоя (рис.5) ближе к самой свободной.При хлорировании окомковакной шихты qt) является функцией со^ и й:

Рис.5. Зависимость от диаметра кусков шихты й

1-самая свободная упаковка;

2-шютнейшая упаковка; о-окатыши;

Л-куски брикетов; □ -промышленные брикеты.

í 2 } * ?

/>L¡гцсксЗ macni-l^c."!

(15.2 - 11.9) ыС1г i] d

[т/мэсут]

(II)

Исследования хлорирования хлоровоздушной смесью окатышей, содержащих 62 % TiCk и 26 % С (промышленная шихта),показали,что полученные закономерности для чистого С1г справедливы при концентрации С1г более 50 % .

Данные,полученные при хлорировании титансодержащих шлаков, были проверены и подтверждены на других оксидных материалах : ильменитовом концентрате (64 % TÍOz),рутиле (95 % Т10г ).титановом пигменте (TtOz),цирконе ВГГМК (96 % ZrSiO*) и глиноземе (99 % АХгОз ).Результаты исследований приведены в табл.2.

Определение максимальной удельной производительности процессов хлорирования.Для количественной оценки процесса хлорирования в псевдоозкиженом слое предложена гипотеза,по которой процесс хлорирования оксидов в присутствии углерода протекает в основном в момент столкновения частиц или при их сближении на расстояние , близкое к длине свободного пробега радикалов (01•; 0';" COCI'; TiOCl'; СО' и др.).Для математической проверки этой гипотезы была использована ЭВМ ЕС-1022.На основании полученных экспериментальных данных была определена длина свободно-

Результаты

Хлорируемый материал Линейная скорость хлора, Загрузка, Ш, Начальная высота сдоя, h, Про-должи-тель-ность опыта, т, Про-хлори-ровано шихты > hm,

м/с г м с г

Шлак 0.50 117.0 0.58 282 52.0

Рутил 0.50 0.50 93.0 94.0 0.55 0.59 235 240 50.0 43.0

Ильменит 0.50 82.0 0.60 240 35.0

Титановый пигмент 0.50 0.50 87.0 86.0 0.60 0.60 151 177 21.0 25.0

Глинозем 0.10 0.10 125.4 124.0 0.57 0.57 930 800 89.5 90.0

Циркон 0.02 0.05 0.10 0.20 241 .4 187.5 185.3 228.8 0.62 0.50 0.50 0.60 7200 1260 650 300 118.9 72.0 30.3 36.8

Таблица 2

хлорирования окатышей

Выход фракции -2мм, Конечная высота слоя, Конечная поверхность, Производительность по TICU, Отношение F к сечению реактора, Температура, Производительность по си,

V F, V Ф» т, %>

% см см2 т/м? сут мг/мг К т/мэ сут

7.60 34.0 158.4 447.48 89.4 1073 702.73

10.70 15.80 26.0 31.0 136.9 154.8 585.17 490.79 77,4 87.3 1073 1073 526.65 441.71

25 .ТО 31.0 160.4 490.79 93.2 1073 441.71

14.30 16Ю0 50.0 48.0 249.5 215.3 304.29 316.97 " 141.3 122.2 1073 1073 173.86 285.27

25.69 54.-10 21.0 23.0 379.8 327.8 _ 120.9 104.4 1373 1373 130.40 119.00

36.16 '13.19 8.25 6.43 35.0 47.0 48.5 59.0 584.9 799.1 870.7 999.2 - 186.3 254.5 277.3 318.2 1373 1373 1373 1373 19.60 29.10 56.50 92.80

и СО

го пробега радикалов -7,которая составила « 9 мкм.Коэффицие поглощения хлора псевдооюжэным слоем (а) и определяются и; выражений:

■1 1

а =--1п С,

ь.

си

. (12)

1\r--m дссь

а

(13)

где Сд1г ~ концентрация С1г на выходе из слоя;

ДСС1г- допустимая величина "проскока" С1г . Для псевдоожиженого слоя ql) равна:

304,32-

"<71.

[т/м3сут]

(14)

Зависимость и § на единицу сечения реактора от приведена на Рис.6. ■

Рис.6.Влияние диаметра частиц и ь>с1г на qш:r при хлорировании в псевдоожиженном слое

1-диаметр частиц 0.06мм;

2-диаметр частиц 0.10мм;

3-дааметр частиц 0.14мм;

4-диаметр частиц 0.20мм;

5-линия для определения д Гт/мгсут].

егг ал лгв

' Сч-аосс/ро

Для обеспечения высокого ( > 90 %) извлечения Т1 из рис.7 следует,что размер исходных частиц оксида должен быть не менее 0.15 мм,а и)С2г не более 0.03-0.04 м/с.

Статический слой окатышей при повышении а^ переходит в псевдоожиженный.что интенсифицирует вынос из слоя мелких

фракций шихты,и соответственно снижает извлечение Т1.В итоге зто и определяет процесса (Рис.8).

При хлорировании в расплаве и псевдоожиженом слое qma:r

име-

ют практически близкие значения,что свидетельствует об идентичности взаимодействия частиц оксида и восстановителя в этих процессах; это подтверждается рядом технико-экономических показателей (табл.3), /а?

к 90-

I во

га

9*--- ¿•яг** 0

С. и*

\

Рис.7.Влияние на степень хлорирования Т10г в псевдоожиженом слое.

0.01

о.ог о.о} ел

Слорэстз м/голэ, я

. У100 \

ъ-тз г

| /аза

%

^ то «

600

1.0

1А 1.6 1.6 ¿0 1.1

Рис.8.Удельная производительность слоя окомкованной шихты

1-линия изменения удельной производительности qu от сосг2;

2-точки начала псевдоожижения для окатышей различного диаметра;

3-максимальная для данной ы^;

4-линия для определения удельной производительности с единицы сечения реактора.

Таблица 3 о

Показатели процесса хлорирования

Способ хлорирования Аппарат, место установки Производите ль-ность, т/сут по зонам, м/с Сечение реакционной зоны, м2 Высота зоны контакта хлора с шихтой, м V т/мэ сут Извлечение титана в хлорид, % Выход отходов, т/т пси Масса хлора-тора, т Расход огнеупоров, кг/т пси Высота аппарата, м Площадь, занимаемая аппаратом, м2

Хлорирование брикетированной шихты Шахтный хлоратор ЗТМК 75 0.400 0.130 0.077 0.615 1.887 3.182 2.8 30.0 93-94 0.25 50 2.40 10.3 7.0

Хлорирование в расплаве солей Солевой хлоратор БТМК 120 . 0.080 0.050 0.047 4.806 7.542 8.170 4.5 4.5 95.4 0.33 312 4.26 11.4 20.0

Хлорирование в псевдоожиженом слое Хлоратор "кипящего слоя" ЗТМК 75 0.320 0.039 0.460 3.800 4.0 5.3 91 .0 0.213 81 - 12.6 10.0

Хлорирование в высокоскоростном хлораторе (ожидаемое) Высокоскоростной хлоратор 120 1.840 0.784 0.473 0.214 0.784 0.832 1.5 150.0 94-96 0.25 20 1.00 5.3 6.0

Промышленная проверка.Результаты лабораторных исследований по хлорированию окомкованной шихты опробованы на шахтных хлораторах ЗТМК.Для увеличения Uqj диаметр реакционной зоны промышленного хлоратора был уменьшен с 2.0 до 1.5 м,что позволило повысить удельную производительность в 1.76 раза и извлечение Гt на м 1.6 % с получением экономического эффекта со 135 тыс.руб. (в ценах 1984 г.).

На основании проведенных исследований была разработана конструкция высокоскоростного хлоратора с внутренним диаметром реакционной зоны 0.25 м и рабочей высотой 1.2 м,производительностью по С1г со ю т/сут (qy w 170 т/мэсут ).Разработана конструкция и выполнен проект промышленного высокоскоростного хлоратора производительностью до 120 т TtCU в сутки (Fmc.9).

_ О 25 сО

б)

Рис.9. Высокоскоростной хлоратор а)Хлоратор производительностью б)Хлоратор производительно до 10 т/сут по С1г с обогреваемой зоной : 1-бункер;2-питатель;3-кор-пус;4-токоподвод;5-нагрэва-тель;6-фурма.

стью до 120 т/сут по Т1С1л: 1-корпус;2-реакционная зо-на;3-выход газовой смеси; 4-люк;5-загрузка шихты; 6-фурма;7-выгрузка остатка.

ВЫВОДЫ

1.Разработанный и использованный в исследованиях новый метод изучения процесса хлорирования оксидных материалов позволил впервые получить новые данные о макрокинетике гетерогенного процесса хлорирования оксидов газообразным хлором в присутствии восстановителя.В данном методе используются следующие основные параметры.теометрическая поверхность шихты - удельная поверхность шихты на единицу сечения реактора - <р и соответствующая высота слоя шихты - Ьщ,обеспечивающие полное поглощение С'1г при заданных условиях опыта.

2.На различных титан-,цирконий-,глиноземсодержащих оксидных материалах установлено,что минимальная высота слоя шихты - Н ш , обеспечивающая полное усвоение С1г при ыС£2< 1 м/с , находится,в зависимости от химической активности шихты,в интервале 0.1-0.5 м. Полученные количественные данные открывают широкие возможности интенсификации процесса хлорирования брикетированной и окомко-ванной шихт.

3.Установлена взаимосвязь мэвду удельной производительностью с единицы объема линейной скоростью хлора ).диаметром окатышей или брикетов (й) и минимальной высотой шихты,обеспечивающей полное поглощение хлора (1тш).Для оксида титана в интервале от 0.05 м/с до 1.00 м/с и Ьщ слабо зависят от

ш^.При « 1 м/с удельная производительность дости-

гает « 900 т 1ЧСЬ/мэсут,а Ьщ составляет 20-25 с1.

4.Исследованиями процесса прокалки шихты для удаления летучих углеводородов установлено,что время удаления Нг из шихты определяется скоростью ее нагрева, а остаточное содержание Нг уменьшается с повышением конечной температуры.Газы,выделяющиеся при прокалке,состоят,в основном,из Нг ,СНл и содержат также СО, СОг и др.;их количество определяется конечной температурой прокалки и составляет в среднем 50-120 мэ/т.Для получения окомко-ванной шихты необходимой прочности окатыши должны быть высушены при температуре 370-470 К при скорости нагрева 2-3 град/мин и

общей продолжительности процесса 3-4 ч.

5.Создана математическая модель процесса хлорирования ти-тансодержащих материалов в псевдоокиженом слое,учитывающая число соударений и расстояние между' частицами ПОг и С (менее 9 мкм),при котором происходит их химическое взаимодействие. Установлено,что при среднем размере частиц шихты <»0.1 мм максимальная производительность qt; составит менее 13 т/м3сут по Т1С1* ,что значительно меньше,чем при хлорировании гранул или брикетов,приготовленных из этой шихты.Удельная производительность увеличивается пропорционально и обратно пропорциональна начальному размеру частиц,а извлечение - наоборот,что свидетельствует о меньших возможностях интенсификации процесса хлорирования порошкообразной шихты,чем подготовленной.

6.Разработанный метод расчета удельной производительности для псевдоожикеного слоя применен к хлорированию в расплаве,как двухфазному ожижению.Установлено резкое снижение удельной обьем-ной производительности с увеличением размеров частиц шихты.

7.Результаты работы использованы в промышленных условиях на ЗТМК.Уве-личение удельной-производительности шахтных хлораторов за счет уменьшения диаметра аппарата позволило повысить извлечение титана на 1.6 %.Использование результатов работы дало экономический эффект ■*> 270 тыс.руб. в год (в ценах 1934 г.).

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1.Галицкий Н.В.,Синенко А.П. О некоторых погрешностях измерения расхода газов реометрическим методом./В кн.: Металлургия и химия титана.М.,1975, № II,с.10-19.

2.Синэнко А.П..Галицкий Н.В. Об удалении водорода из ти-тансодержащей шихты,поступающей на хлорирование./В кн.: Производство титана и его применение в народном хозяйстве.Запорожье, 1976.с.6-14.

3.А.с. 763276. Способ получения четыреххлористого титана.

/ Галицкий H.B., Хлопков JI.Tl., Дробот Д. В., Рогаткин A.A. .Локтев В.В..Волошин Л.Т..Францевич A.M.,Финкельштейн Б.А.,Печен-кин В.П..Гущин Ю.А.,Синенко А.П. Заявл.26.12.7?,№2565926/23-21 опубл.15.09.80 в Б.И. 1980,№.34 кл. С01 С 23/2.

4.Галицкий Н.В.,Синенко А.П..Печенкин В.П. Исследование механической прочности материалов.подаваемых в шахтный хлоратор /В кн. Металлургия и химия титана.Запорожье,1979,с.21-28.

5.Галицкий Н.В..Синенко А.П. Исследование скорости хлорирования окатышей./В кн. Металлургия и химия титана. Запорожье, 1981,0.38-43.

6.Галицкий Н.В. Дмитриев Ю.М..Синенко А.П. Пути интенсификации процессов производства четыреххлористого титана./ Цветные металлы,1981, N^ 12,с.42-43.

7.Исследование процесса хлорирования в шахтном хлораторе. /Галицкий Н.В.,Цветков В.И..Синенко А.П..Кузина Л.К. / В кн. Химическая технология титана.Запорожье,1985,с.54-58.

8.Синенко А.П..Галицкий Н.В..Старшенко В.И. Сравнительш характеристики различных способов хлорирования титансодержавд материалов./ В кн. Интенсификация процессов и повышение качаем продукции в производстве титана. Запорожье,1986,с.47-56.

9.Синенко А.П..Галицкий Н.В. О максимально возможной удел! ной производительности хлорирования оксидных титансодержащих материалов. /Тезисы докл. III Всесоюзного совещания по хлорной ме таллургии редких элементов и титана.-М..Гиредмет,1989,с.12-14.

Sinenko A.P. Investigation about high-productivitlve techno logy of receiving titanium chloride.

Master's thesis lor a Candidate oi Science on specialit; 05.16.03 - metallurgy of nonferrous and rare metals.Zaporozhyi State Engineering Academy.Zaporozhye,1995.

It will be defended 8 scientific works and one author's ser-tificate contained theoretical and experimental researches about

hlgh-productivltive technology of receiving titanium chloride from oxide titanium-containing ores with the solid restoration

Using of that technology Is possible to receiving of the zircon chloride and alumlna.lt was determined that productivity of the titanium-containing oxide chlorldating can be rised.lf using a granulated shlcht for chlorldatlng.lt was amounted Interaction of chlorlnation based parameters for the granulated shlcht.It was composed mathematical model for powdering mixture chlorlnation from TiCh. and С into the pseudollquld layer.It was conducted comparison for the macroklnetlcal characteristics of a different ways of oxide raw chlorlnation.Results of the industrial adoption of the Master's thesis are carried out at Zaporozhye titanium-magnium enterprise.

Сшенко А.П. Исследование и разработка высокопроизводительной технологии получения тетрахлорида титана.Диссертация (рукопись) на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.16.03 - металлургия цветных и редких металлов.Запорожская Государственная инженерная академия.Запорожье. 1995.

Защищается 8 научных работ и одно авторское свидетельство, которые содержат результаты исследований,направленных на разработку высокопроизводительной технологии получения тетрахлорида титана из оксидных титансодержащих материалов в присутствии твердого восстановителя.Использование технологии возможно также для получения хлоридов из циркона и глинозема.Установлено,что производительность процесса хлорирования оксидов титана может быть увеличена,еели использовать для хлорирования окомкованную шихту.Установлена взаимосвязь основных параметров процесса хлорирования окомкованной шихты.Составлена математическая модель хлорирования порошкообразной смеси Т10г + С в псевдоожиженом слое.Проведено сравнение макрокинетических характеристик различных способов хлорирования оксидного сырья.Приводятся резуль-

таты промышленного внедрения материалов работы на- Запорожском титано - магниевом комбинате.

Ключов) слова: тетрахлорид титану,оксида,хлорування,кше-тика.математична модель.