ماذا تعرف عن اسفنج التيتانيوم
يعتبر إسفنج التيتانيوم مادة خام مهمة تستخدم في إنتاج سبائك التيتانيوم ومنتجات التيتانيوم الأخرى. إذن كيف يتم إنتاج إسفنجة التيتانيوم؟ وهنا مقدمة موجزة:
1. كيف يتم إنتاج اسفنج التيتانيوم :
تكرير خام التيتانيوم: يبدأ إنتاج إسفنج التيتانيوم عادة من خام التيتانيوم (مثل الإلمنيت وخام الروتيل وغيرها). أولاً، يخضع خام التيتانيوم لإثراء الخام وسحقه لاستخراج خام التيتانيوم عالي الجودة.
ترشيح الكلوريد: يحتوي خام التيتانيوم عادة على أكاسيد وكميات صغيرة، لذلك يجب ترشيحه بواسطة الكلوريد لاستخراج التيتانيوم. في هذه الخطوة، يتفاعل الخام مع غاز الكلور لتوليد غاز كلوريد التيتانيوم (TiCl4).
تنقية غاز كلوريد التيتانيوم: يحتاج غاز كلوريد التيتانيوم إلى تنقية لتحقيق الغرض منه. عادة ما تستخدم تقنيات مثل التكثيف والتحسين لتنقية غاز كلوريد التيتانيوم.
توليد إسفنجة تيتانيوم مختزلة: يتفاعل غاز كلوريد التيتانيوم المنقى مع مسحوق المغنيسيوم النقي أو عوامل أخرى عند درجة حرارة عالية لتوليد إسفنجة تيتانيوم. في هذه الخطوة، يتم إنتاج إسفنجة التيتانيوم في شكل مسحوق أو كتلة.
معالجة إسفنجة التيتانيوم: عادة ما يتم إنتاج إسفنجة التيتانيوم بكميات صغيرة وتتطلب معالجة إضافية، مثل الأكسدة وإزالة الشوائب والتكرير وما إلى ذلك، لتلبية متطلبات منتجات إسفنجة التيتانيوم.
2. عملية تجهيز الإسفنج التيتانيوم:
⑴ عملية الكلورة. رابع كلوريد التيتانيوم هو المادة الخام الرئيسية لإنتاج إسفنجة التيتانيوم. في الوقت الحاضر، هناك ثلاث طرق تحضير رئيسية: الكلورة بالغليان، وكلورة الملح المنصهر، وكلورة فرن العمود.
تعد طريقة الكلورة بالغليان حاليًا هي الطريقة الرئيسية لإنتاج رابع كلوريد التيتانيوم. الكلورة المغلية هي طريقة تستخدم مواد غنية بالتيتانيوم ذات حبيبات دقيقة وعامل اختزال كربوني صلب (فحم الكوك البترولي) لإجراء تفاعل الكلورة في حالة مميعة تحت تأثير درجة الحرارة المرتفعة وتدفق غاز الكلور لإنتاج رابع كلوريد التيتانيوم. بعد عقود من البحث والتطوير، أصبحت هذه الطريقة عملية إنتاج ناضجة وتستخدم على نطاق واسع في الداخل والخارج.
كلورة الملح المنصهر هي طريقة لتحضير رابع كلوريد التيتانيوم عن طريق تعليق خبث التيتانيوم أو الروتيل وفحم الكوك البترولي المطحون جيدًا في وسط ملح منصهر (المكونات الرئيسية هي KCl وNaCl وMgCl2 وCaCl2) وتمرير غاز الكلور.
تتضمن كلورة فرن العمود طحن خبث كلوريد التيتانيوم (أو الروتيل) وفحم الكوك البترولي بشكل ناعم، وإضافة مادة رابطة، وخلطها لتشكيل قوالب، ثم فحم الكوك. يتم تكديس القوالب الناتجة في فرن الكلورة العمودي. وتسمى طريقة التفاعل مع غاز الكلور في حالة الطبقة الصلبة لإنتاج رابع كلوريد التيتانيوم أيضًا بكلورة الطبقة الثابتة أو كلورة الحبيبات. لقد تم التخلص من هذه الطريقة بشكل أساسي بسبب انخفاض الإنتاج وانخفاض جودة المنتج.
⑵ عملية التكرير
يتضمن تكرير وتنقية رابع كلوريد التيتانيوم بشكل أساسي استخدام التقطير لإزالة الشوائب ذات درجة الغليان العالية والشوائب ذات درجة الغليان المنخفضة، واستخدام الطرق الكيميائية لإزالة شوائب الفاناديوم.
لتقطير رابع أكسيد التيتانيوم، استخدمت بلدي منذ فترة طويلة برج التقطير بصمام عائم عالي الكفاءة، والتأثير جيد جدًا.
أما بالنسبة لطريقة إزالة الفاناديوم، فقد تم استخدام الأسلاك النحاسية لإزالة الفاناديوم في الماضي. ومع ذلك، هناك مشاكل مثل استهلاك الأسلاك النحاسية الكبيرة، والتكلفة العالية، وارتفاع كثافة اليد العاملة. ويجري حاليا القضاء على هذه الطريقة تدريجيا. تعد إزالة الفاناديوم من مسحوق الألومنيوم طريقة أفضل بتكلفة منخفضة وبدون هدر للمياه. ويمكن أيضًا استخدام خبث إزالة الفاناديوم لاستخراج الفاناديوم، والذي يتم الترويج له في الصين.
⑶ عملية التخفيض والتقطير
يتم استخدام طريقة التقطير والاختزال لإنتاج إسفنجة التيتانيوم. هناك نوعان من عمليات التجميع شائعة الاستخدام: "طريقة الجمع من النوع I" و"طريقة الجمع من النوع ∩". تُسمى طريقة الوصل من النوع I أيضًا طريقة السلسلة، وتسمى طريقة الوصلة من النوع ∩ أيضًا الطريقة المتوازية. تتمتع كلتا الطريقتين بمزايا فريدة ويتم استخدامها في بلدنا.
⑷ عملية المغنيسيوم كهربائيا
في الوقت الحاضر، تستخدم مصانع الإسفنج التيتانيوم الأجنبية على نطاق واسع المحلل الكهربائي متعدد الأقطاب والمحلل الكهربائي المغنيسيوم الخالي من الفاصل. ومع ذلك، فإن تكنولوجيا المغنيسيوم كهربائيا المحلية متخلفة نسبيا، مما أدى إلى ارتفاع استهلاك الطاقة والكلور في إنتاج الإسفنج التيتانيوم. لذلك، في السنوات الأخيرة، اعتمدت المصانع المحلية الجديدة محللات كهربية متقدمة متعددة الأقطاب واسعة النطاق ومحللات كهربية مغنيسيوم خالية من الفواصل، وتم تحسين تكنولوجيا الإنتاج بشكل كبير.
في الوقت الحاضر، تحتل القدرة الإنتاجية لإسفنجة التيتانيوم في بلدي المرتبة الأولى في العالم. ومع ذلك، بالمقارنة مع المستوى المتقدم الدولي، لا تزال هناك فجوة معينة في حجم الإنتاج وتكنولوجيا الإنتاج وجودة المنتج. إن مهمة الوصول حقا إلى المستوى المتقدم الدولي لا تزال شاقة للغاية.
