- Код статьи
- 10.31857/S0235010624040075-1
- DOI
- 10.31857/S0235010624040075
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 4
- Страницы
- 430-441
- Аннотация
- Для оценки возможности совместной переработки ильменитового (FeTiO3) и перовскитового (CaTiO3) концентратов, с использованием дуплекс-процесса, включающего твердофазное восстановление железа (металлизацию) и последующую разделительную электроплавку на чугун и титанистый шлак, рассмотрены свойства шлаковых расплавов. Температура начала кристаллизации (температура ликвидуса) и соответствующая ей вязкость титанистого шлака зависят от его химического состава. Увеличение содержания оксидов титана приводит к повышению значений этих свойств, а наличие оксидов железа и кальция — к уменьшению. При совместной переработке ильменитового (ИК) и перовскитового (ПК) концентратов можно регулировать содержание CaO в шлаке изменением их соотношения ПК/ИК, а долю FeO определяет степень металлизации железа в процессе предварительного восстановительного обжига смеси концентратов с углеродным восстановителем. Для выбора оптимального соотношения ПК/ИК определены температурные зависимости вязкости модельных оксидных расплавов системы TiO2—FeO—CaO—Al2O3—MgO, близких по составу шлакам, образующимся в результате плавки смесей перовскитового и ильменитового концентратов в интервале соотношений ПК/ИК, равных 0.6÷1.4, и степени металлизации от 75 до 95%. Согласно полученным результатам, во всем интервале исследованных составов и температур вязкость шлаковых расплавов не превышает 0.8 Па·с. То есть такие шлаки будут достаточно жидкоподвижными на выпуске из плавильного агрегата, если температура расплавов будет выше температуры ликвидуса – начала их кристаллизации. Увеличение соотношения ПК/ИК по мере уменьшения степени металлизации с 95 до 75% ведет к монотонному снижению температуры ликвидуса и соответствующей ей вязкости с 1490 оC и 0.79 Па·с до 1270 оC и 0.17 Па·с соответственно. Рекомендовано использовать шихту, содержащую равные массовые доли концентратов (ПК/ИК равно 1) при расходах углеродного восстановителя в расчете на металлизацию 85% железа. В этом случае шлаки при относительно низком содержании оксида железа (3.1%) будут жидкотекучими (0.38 Па·с) с температурой начала кристаллизации 1400 оC, что позволит вести разделительную плавку при рабочих температурах 1500–1550 оC.
- Ключевые слова
- перовскит ильменит концентрат плавка вязкость температура начала кристаллизации
- Дата публикации
- 15.08.2024
- Год выхода
- 2024
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 38
Библиография
- 1. Perks C., Mudd G. A detailed assessment of global Zr and Ti production // Miner Econ. 2021. 34. P. 345–370.
- 2. Zhang W., Zhu Z., Cheng C. Y. A literature review of titanium metallurgical processes // Hydrometallurgy. 2011. 108. P. 177–188.
- 3. Парфенов О.Г., Пашков Г.А. Проблемы современной металлургии титана. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2008.
- 4. Welham N.J., Llewellyn D.J. Mechanical enhancement of the dissolution of ilmenite // Minerals Engineering. 1998. 11. №9. P. 827–841
- 5. Jia L., Liang B., Lü L., Yuan S., Zheng L., Wang X., Li С. Beneficiation of titania by sulfuric acid pressure leaching of Panzhihua ilmenite // Hydrometallurgy. 2014. 150. P. 92–98.
- 6. Ogasawara T., Veloso de Araujo R.V. Hydrochloric acid leaching of a pre-reduced Brazilian ilmenite concentrate in an autoclave // Hydrometallurgy. 2000. 56. P. 203–216.
- 7. Nayl A.A, Awwad N.S., Aly H.F. Kinetics of acid leaching of ilmenite decomposed by KOH: Part 2. Leaching by H2SO4 and C2H2O4 // Journal of hazardous materials. 2009. 168. № 2–3. P. 793–799.
- 8. Phung T.T., Nguyen N.P. (2021). Becher Method Application for Ilmenite Concentrates of Vietnam. In: Bui, XN., Lee, C., Drebenstedt, C. (eds) / Proceedings of the International Conference on Innovations for Sustainable and Responsible Mining. Lecture Notes in Civil Engineering. 109. Springer, Cham.
- 9. Леонтьев Л.И., Ватолин Н.А., Шаврин С.Л., Шумаков Н.С. Пирометаллургическая переработка комплексных руд. М.: Металлургия, 1997.
- 10. Занавескин К.Л., Черезова Л.А., Бурмакина О.В. Повышение эффективности комплексной переработки ильменитовых концентратов / Проблемы геологии и освоения недр. Труды XXI Межд. симпозиума им. академика М.А. Усова. Томск: НИТПУ. 2017. С. 388–389.
- 11. Стариков А.И., Ведешкин М.В., Монетов Г.В. Мировой и отечественный опыт переработки титансодержащего железорудного сырья. Проблемы комплексной переработки титаномагнетитов Южного Урала. Магнитогорск: Дом печати. 2001. С. 35–47.
- 12. Lv W., Lv X., Xiang J., Wang J., Lv X., Bai C., Song B. Effect of pre-oxidation on the carbothermic reduction of ilmenite concentrate powder // International Journal of Mineral Processing. 2017. 169. P. 176–184.
- 13. Mehdilo A., Irannajad M. Comparison of microwave irradiation and oxidation roasting as pretreatment methods for modification of ilmenite physicochemical properties //Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2016. 33. P. 59–72.
- 14. Gou H.P., Zhang G.H., Chou K.C. Influence of pre-oxidation on carbothermic reduction process of ilmenite concentrate //ISIJ International. 2015. 55. № 5. P. 928–933.
- 15. Gou H.-P., Zhang G.-H., Hu X.-J., Chou K.-Ch. Kinetic study on carbothermic reduction of ilmenite with activated carbon //Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017. 27. № 8. P. 1856–1861.
- 16. Резниченко В.А. Электротермия титановых руд. М.: Наука. 1969.
- 17. Васютинский Н.А. Титановые шлаки. М.: Металлургия. 1972.
- 18. Резниченко В.А., Устинов В.С., Карязин И.А. и др. Электрометаллургия и химия титана. М.: Наука. 1982.
- 19. Slag atlas. 2nd Edition. Düsseldorf: Verlag Stahlissen GmbH. 1995.
- 20. Асанов А.В., Анонкин И.В., Мальков Н.В. и др. Влияние химического состава и температуры на вязкость высокотитанистых шлаков // Вестник ЮрГУ. 2008. № 9. С. 7–9.
- 21. Zhang S., Wang Z., Zhanga J., Guo P., Jiang D., Si R. Effect of TiO2 and FeO on viscosity and structure of HIsmelt titanium-containing slag Shushi // Ceramics International. 2024. 50. № 1. Part A. P. 791–798.
- 22. Николаев А.И., Герасимова Л.Г., Петров В.Б., Майоров В.Г. Перовскитовый концентрат — перспективное нетрадиционное сырье для производства титановой и редкометалльной продукции // Комплексное использование минерального сырья (КИМС). 2015. № 2. C. 26–34.
- 23. Штенгельмейер С.В., Прусов В.А., Бочегов В.А. Усовершенствование методики измерения вязкости вибрационным вискозиметром // Заводская лаборатория. 1985. 51. № 9. С. 56–57.
- 24. Арсентьев П.П., Яковлев В.В., Крашенинников М.Г. Физико-химические методы исследования металлургических процессов. М.: Металлургия. 1988.
- 25. Selivanov E.N., Gulyaeva R.I., Istomin S.A., Belyaev V., Tyushnyakov S., Bykov A. Viscosity and thermal properties of slag in the process of autogenous smelting of copper–zinc concentrates // Mineral Processing and Extractive Metallurgy. 2015. 124. № 2. P. 88–95.
- 26. Vusikhis A.S., Selivanov E.N., Dmitriev A.N., Chentsov V.P., Ryabov V.V. Structure sensitive properties of system B2O3– CaO melts // Defect and Diffusion Forum. 2020. 400. P. 186–192.
- 27. Куприенко Н.В., Пономарева О.А., Тихонов Д.В. Статистика. Методы анализа распределений. Выборочное наблюдение.: Учеб. пособие. 3-е изд. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та. 2009.
- 28. Федоров С.А., Удоева Л.Ю., Пикулин К.В., Вусихис А.С., Черепанова Л.А. Совместная переработка перовскитового и ильменитового концентратов. Сообщение 1. Химико-минералогическая (вещественная) характеристика перовскитового и ильменитового концентратов // Известия вузов. Черная металлургия. 2024. 67. № 1. С. 27–36.
