Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

Способы обезжелезивания ильменитового концентрата

Наибольшее практическое значение имеют следующие способы удаления основной массы железа из ильменитового концентрата: 1) прямое восстановление ильменита, 2) восстановительная плавка И 3) карбидизация ильменита.

Прямое восстановление ильменита осуществляют углеродом, водородом или газообразным топливом при 900—1200°:

FeTi03 + С = Fe + Ti02 + СО FeTi03 + Н2 = Fe + ТЮ2 + Н20

Образующееся металлическое железо отделяется от двуокиси ти­тана электромагнитной сепарацией. После отмывки от остатков железа слабокислым раствором хлорного железа двуокись титана высушивают и направляют на хлорирование.

Предложено осуществлять восстановление ильменита в при­сутствии небольших количеств шлакообразующих веществ 54. При восстановлении железотитанового сырья коксом в присутствии CaS04 при 1100—1200° можно получить 55 концентрат с содержа­нием 90—95% ТЮ2.

При восстановительной плавке происходит избирательное вос­становление ильменита углеродом. Ее проводят в электродуговой печи при 1400—1500°, причем образуются богатые титаном шлаки и чугун с содержанием около 1% Си 0,5% S 56-58. Получаемые титанистые шлаки содержат 65—90% Ti02, 0,5—3% FeO, 1—7% Si02, 0,5—6% АЪОз, 0,1—3,5% СаО, 5,5—20% MgO, 0,15-0,4% V205, 0,02—0,2% Н20. Плавку можно. вести и в присутствии флю­сов (окиси кальция, окиси магния и др.) при пониженной темпера­туре 6| 5Э. Однако в этом случае затрудняется процесс последую­щего хлорирования титанистых шлаков вследствие образования легкоплавкой пленки СаС12, MgCl2 и др.

Заслуживает внимания восстановление титанистого сырья при 1200—1400° коксом в отсутствие флюсов с получением смеси низ­ших окислов титана и небольшого количества карбида кальция 60. Такая смесь хлорируется при более низкой температуре (200— 500°), чем шлаки, содержащие двуокись титана.

Представляет также интерес переработка ильменитового кон­центрата и других титано-железистых материалов в сульфиды ти­тана, которые хлорируются даже при 175°. Наиболее перспектив­ным методом получения сульфидов титана является плавка титано­вого сырья на штейн. Титановый штейн получается 61 при плавке титанового сырья с коксом и пиритом при температуре около 1500°. Полученный продукт содержит 37—45% Ti (в виде TiS, Ti2S3, TiS2, TiO и др.), 10—20% Fe (в элементарном виде и в виде TiFeS2), 20—30% S И 1,5—3,5% С.

Карбидизация ильменита происходит при повышении темпера­туры восстановительной плавки до 1800—2200° и увеличении содер­жания углерода в шихте 6; выплавляется чугун и образуется кар­бид титана:

FeTi03 + 4С = TIC + Fe 4- ЗСО

Образующаяся при плавке в присутствии воздуха пористая масса представляет собой твердый раствор карбида и нитрида

Титана Ti(С, N) или оксикарбонитрид Ti (С, N,0). После измель­чения и отделения основной массы железа (чугуна) электромагнит­ной сепарацией и обработкой разбавленной соляной кислотой, в ко­торой карбид и карбонигрид титана не растворяются, полученный полупродукт направляют на хлорирование.

• Из других методов обезжелезивания ильменитового концентрата заслуживает внимания растворение его в кислоте 58. Из сернокис­лотного раствора выделяют гидролизом двуокись титана, которую можно использовать для хлорирования. Обычно таким путем по­лучают из ильменита (и рутила) титановые белила62. Возможна также переработка ильменита соляной кислотой. Образующийся при этом хлорид титана подвергают гидролизу 63.