UA113351C2 - METHOD AND INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF TITANIUM SLAUGHTER FROM ILLENITE - Google Patents
METHOD AND INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF TITANIUM SLAUGHTER FROM ILLENITE Download PDFInfo
- Publication number
- UA113351C2 UA113351C2 UAA201509166A UAA201509166A UA113351C2 UA 113351 C2 UA113351 C2 UA 113351C2 UA A201509166 A UAA201509166 A UA A201509166A UA A201509166 A UAA201509166 A UA A201509166A UA 113351 C2 UA113351 C2 UA 113351C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- ilmenite
- reactor
- electric furnace
- heat recovery
- recovery boiler
- Prior art date
Links
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 18
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims description 17
- 238000003307 slaughter Methods 0.000 title 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 82
- YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N iron;titanium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ti].[Fe] YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 36
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims description 20
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 claims description 9
- 239000006148 magnetic separator Substances 0.000 claims description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 7
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 claims description 3
- 241000159610 Roya <green alga> Species 0.000 claims 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims 1
- 244000309464 bull Species 0.000 claims 1
- 235000001159 dosh Nutrition 0.000 claims 1
- 244000245171 dosh Species 0.000 claims 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 18
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 18
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 15
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 3
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SRQWKWUBLKLIDX-UHFFFAOYSA-N [Ti].O1C=COC=C1 Chemical compound [Ti].O1C=COC=C1 SRQWKWUBLKLIDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 238000005115 demineralization Methods 0.000 description 1
- 230000002328 demineralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- MXRGZXBFSKSZPH-UHFFFAOYSA-N protheobromine Chemical compound O=C1N(CC(O)C)C(=O)N(C)C2=C1N(C)C=N2 MXRGZXBFSKSZPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B4/00—Electrothermal treatment of ores or metallurgical products for obtaining metals or alloys
- C22B4/08—Apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
- C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
- C22B34/1204—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 preliminary treatment of ores or scrap to eliminate non- titanium constituents, e.g. iron, without attacking the titanium constituent
- C22B34/1209—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 preliminary treatment of ores or scrap to eliminate non- titanium constituents, e.g. iron, without attacking the titanium constituent by dry processes, e.g. with selective chlorination of iron or with formation of a titanium bearing slag
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/10—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/12—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases
- C22B5/14—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases fluidised material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/18—Reducing step-by-step
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Спосіб виробництва титанового шлаку з ільменіту включає операції: а) часткове відновлення гранульованого ільменіту з відновлюючою речовиною в реакторі (6) відновлення при температурі щонайменше 900 °С, б) передача частково відновленого гарячого ільменіту, отриманого в операції а), в електричну піч (12), в) плавлення ільменіту в електричній печі (12) у присутності відновлюючої речовини для утворення рідкого чавуну і титанового шлаку, і г) вивантаження титанового шлаку з електричної печі (12). Відхідний газ з реактора (6) відновлення вводять в котел-утилізатор (20) тепла.A method of producing titanium slag from ilmenite involves the operations of: a) partial recovery of granular ilmenite with a reducing substance in the reactor (6) recovery at a temperature of at least 900 ° C; b) transfer of partially recovered hot ilmenite obtained in operation a) to an electric furnace (12 ), c) melting of ilmenite in an electric furnace (12) in the presence of a reducing substance to form liquid iron and titanium slag, and d) unloading titanium slag from an electric furnace (12). The exhaust gas from the recovery reactor (6) is introduced into the heat recovery boiler (20).
Description
г ; еd; is
Е їEh
ХОДАККАКККККК КК КУ Кк син и в КК КК КК КК КК аку У ту ХХ ї УHODAKKAKKKKKKK KK KU Kk son and in KK KK KK KK KK aku U tu XX th U
В щ ї КЗ ї КУ : : ЖIn all KZ and KU : : Zh
КУ сплю ЖК Ж ХХKU sleep residential complex Z XX
ЕХ Я шо ВEH Ya sho V
Е. о що що . Х б СО і ШИ КоE. oh what what. X b SO and SHY Co
Ї З Ех щк ек ГоВак З зак ї ! М г. я х нн вY Z Eh shck ek HoVak Z zak i ! M g. I x nn v
Я з КЗ; хх не г: з шиш - іще ко з Я В х х пи ж С ї КУ х о ге Ен я х КУ З і й Ме ІЗ 5 с и КТ І ся ЗІ по юки ї З ж : м ї ОВУ ж ОЗ фон ща / Я щ менціене З р 3 Хухюю х х Б: о зни Е Ще КЕКВ Є У : х В Ма Б З ІЗ ї Щ Ще геI am from KZ; xx ne g: z shish - ische ko z Y V x x pi z S i KU h o ge En i x KU Z i y Me IZ 5 s i KT I sia ZI po yuki y Z zh : m yi OVU zh OZ fon ща / І щ менциене З р 3 Хухюю х х B: o zni E Шече KEKV Е У : х В Ma B Z ИЗ и Ш Ш Че ге
ЖЕ здкокк в с Б ї ХZHE zdkokk in s B i H
КО За в ші Е ше йо КУ Її Я ї Е я АК, Її сх. З ї ї У І жKO Za v shi E she yo KU Her I i E i AK, Her sch. Z і і U I zh
Зе Б. ЖЕ : ОО ХО МЕ шк ї флнеко Х вч з хо ої У КЕ НМ ах ВИКО года я ННЯ :Ze B. ZHE: OO HO ME shk yi flneko X vych z ho oi U KE NM ah VYKO goda i NNYA:
КЕ КЗ Жохжх ко Ж Ї г хї Її І ак Ж Ко ї к. і х А: г: х. і. є У ча с Я Я ще м КЕ Ка з г ж То» с рочеВе ве КК УУУХММК Кк 7 шо сш лей АК в ше й М М Ок дено хх ку ши ше в Е. 1 я УК З Е кін щк на ре я ї її схо Зв Ж БУ й Нв 3 ї г щ ее ЕХ : КЗ і і що Ва ще НИ є Е ще ШЕ ща ! : КЗ в и ЗНИК і : Я х З І х Кк Ж г ЕК : с Ек В НН: Да ; а нем жа . М с Де сек ї ї ваз ду їх ЖЕ ЩЕ КОКОС, ох 3KE KZ Zhohzhh ko Ж І g хі Her I ak Ж Ko і k. and х A: г: х. and. is U cha s I I still m KE Ka z g zh To» s rocheVe ve KK UUUHMMK Kk 7 sho ssh ley AK w she e M M Ok deno xx ku shi she in E. 1 i UK Z E kin shk na re i і ї шхо Зв Ш BU і Nv 3 і g щ ее ЕХ : KZ and and that Va still NI is E still SHE shcha ! : KZ v i ZNYK i : I x Z I x Kk Zh g EK : s Ek V NN: Yes ; but not Ms. Where are the vases still coconuts, oh 3
ЕЗ а Я м НН ЗИНЕ З КУ 1 ї Б й а г ЗУ ї ЕЕ ї х ; СЯ о хх АК ї їEZ a I m NN ZINE Z KU 1 y B y a g ZU y EE y x ; SYA o xx AK y y
ІЗ У Пенн у А ; Її 5 кое ВЗ х х БЕЗ их ККЕОБЕ є З У о З КУIZ U Penn U A ; Her 5 koe VZ x x WITHOUT them KKEOBE is Z U o Z KU
З х ЩЕ я КЕ х З ї КО в ї : х З ВЕ ЗЕ х я ї- її с Е ій 3 ї ХЕ жк: ся ї р шої х Як Ж Я ЗW h SCHE i KE x W h i KO v y y : x Z VE ZE x i y- y s E y 3 y ЭЭ zhk: sya y r shoi y Х Х Я Х
Її ГУ М Мене ще ДЕ Но й ж В ї ї ї з зай ж У у хх 5 З їх оф : : Й ххх ХХ Ксеня ее: хе думи іч КУ ї їх КК КУКИ ї З й ій. Ж х МКК У У ха ї з За в М ! ї Са : її ї : ЗХ з РА х З ЩІ и СВ т хїHer GU M Me still DE But y y V y y y z zay y y xx 5 Z ih of : : Х хх ХХ Ksenya ee: he dumi ich KU і ih KK KUKY і Z і іy. Жх МКК У Ха и з За в M ! и Са : изи и : ЗХ з РА x З ШЧИ и SV т хи
ІЗ З х с: Я КЕ ! - 7 Б : 7 5 вя мают «КЕ ї З З й ЧА ЩЕ ЗНЗ Ж 5 ку ї Я ЗЕ ж ж ха хх З ще З Ж ї ї : он и й її я : ж 53 . ПОН х : а ба: Я к мо Ей їIZ Z x s: I KE! - 7 B: 7 5 vya have "KE и Z Z y ЧА ШЭ ZNZ Z Х 5 ку и Я ЗЭ ж ж х хх Ж же Z Ж и и : he и и же и и : ж 53 . PON x : a ba: Ya k mo Ei y
І З В й ТЕ З Е; ї фс Кк їх вв : ї Її у сх х :Х Що І х дими Ї ХЕ о ї : ї х З ШЕ МЕ ЗНУ ЕН: 3 в. ї НЕ х : х як 3 х й З ехI Z B and TE Z E; и fs Кк их вв : и Her у х х :Х What I х дымы Х Э о и : и х Z SHE ME ZNU EN: 3 c. i NOT x : x as 3 x y Z ex
ШЕ: ж ше ШЕ Гн Я ШЕ ШІ гSHE: well she SHE Gn I SHE SHI g
БИ: ж г» і во 1? ЩЕ: Бо» АWOULD: what about g" and in 1? MORE: Because" A
З х Ес ЗЕ ШЕУ 2 п В С ЗМ Од ЧЕZ x Es ZE SHEU 2 p V S ZM Od CHE
З їх Гід ї ІЗ : ж їх ВЕ х ї КУ ОК : щої оо и З У ШЕ: Її іїZ ih Gid і ИZ : z ih VE h і KU OK : schoi oo i Z U SHE: Her ii
ЕЯ щ і Зфеех КЕЄСТ рн а ЯEYA sh i Zfeeh KEEST rn a Ya
Бо г ВЗ Оки ж ВЕ а й ЕЕ ЯКЕ 5 оон схнннння ку Її Її Бо ЕЕ ча: е ше ї ЯКІBo g VZ Oky z VE a and EE YAKE 5 oon skhnnnnnia ku Her Her Bo EE cha: e she yi YAKI
Ех КЕ ї КО ї. СУА СНУ ве МК І і - БІ же і -- ех КО ЖЖ Я щк МЕ У І щ ій У ще Боно ЕКЗEh KE i KO i. SUA SNU ve MK I i - BI zhe i -- eh KO ЖЖ I shck ME U I sh yy U even Bono IVF
БО че У ях ЖБК КУ сш Я ї КУ ше; ши тн п ши ша КЕ ! ши че вима ши Я : щЕBO che U yah ZHBK KU ssh Ya i KU she; shi tn p shi sha KE ! shi che vima shi I : shE
З т В 18 дкбнняї Бинйнн 0 Е; ;Z t B 18 dkbnnyai Binynn 0 E; ;
Ех ох ве Я ЕХ Кох З ек В і її ПАХКК кл дк юки В х :Eh oh ve I EH Koh Z ek V and her PAHKK kl dk yuky V x:
КК А З : її: - : з рехЯШКН і В КК кож М. її їх Х ЯНЕЯ бе, ВХ п. мя ай К І Х Ї КО ом хат км ВК, о З і ї хх я ся ООН ак ох ВК ген Ж її І я ще 7 ї ї й : а: ом: Ве я мой ке г Р з г : : ї 3 -о о ж Ен о о ж В хKK A Z : her: - : with rehYASHKN and V KK kozh M. her ikh H YANEYA be, VH p. mya ay K I H Y KO om hat km VC, o Z i yi xx i sia UN ak oh VC gen Z her And I still 7 th th th th
Ж" ПД сни ос Ж ХА скан М, ї З 200 ХВ . ОК. как КК вх ІЗЖ" PD sny os Ж ХА scan M, и Z 200 МН . OK. as КК вх ИЗ
ІЗ х и ЗМ НК ОКХ Я З Кона Її ї : МИ на З ЖК Ж ї ї З й ДВМВУеНе те ТРК а 3 ї ЕНН ї й КУ їх В ке ТЕБЕ Б и о З Я ї ; в: в ВЕ а ШК Я нн З Бех ОК !ИЗ х i ZM NK OKH I Z Kona Her i: WE na Z ZHK Zhi i i Z i DVMVUeNe te TRK a 3 i ENN i i KU ih V ke TEBE B i o Z I i i ; in: in VE a ShK I nn Z Beh OK !
Каж г Ох х АК іще Я КО в Х КУ їSay g Oh x AK and I KO in X KU i
Х я БК я М х Я р -ї іX i BC i M x I r -i i
З (З «ГЕ З НН Й 3 демон ж Я : я ї ОК КН шк ХХ З х зок а х х кн Бк. ТУ Ь З за зо ж ок КІ ї ох ОО Ж ем Я щ Кк х 27лЕ ЗЗ (Z «GE Z NN Y 3 demon z I: i i OK KN shk XX Z x zok a x x kn Bk. TU z Z za z z z ok KI i oh OO Z em I sh Kk x 27lE Z
ОС пре ЄБухех я: у ян ша х Ї - ІЗ ї ЕСЕ Ше Її ВOS pre ЭБухех я: у ян ша х Й - ИЗ и ЕСЕ Ше Ше В
ІЗ я Не у нн сс сорок СМ ї х ХЕ ІЗ п їх 3IZ i Ne u nn ss forty SM i x ХЕ IZ p ih 3
КОВО ду ї ЗЕ ї Кк ОО ї ї | Хей Дмуумумммих ДеКкккк Ки совок змен : ї ; ще з НKOVO du i ZE i Kk OO i i | Hey Dmuumummmyh DeKkkkk Ki scoop of changes: і; still with N
Е о оо КЕКВ Мекку УКХ т ї " Н х з ся їх і 1 і . ЕІ ен а ННE o oo KEKV Makku UKH t i " N x z sia ih i 1 i. EI en a NN
Фіг. 1Fig. 1
Галузь технікиThe field of technology
Даний винахід стосується способу виробництва титанового шлаку з ільменіту, і до відповідної установки.The present invention relates to a method of producing titanium slag from ilmenite, and to the corresponding installation.
Ільменіт, який містить діоксид титану і оксиди заліза, є одним з найбільш важливих вихідних матеріалів для відновлення металевого титану і титанових сполук, наприклад, діоксину титану для виробництва пігментів. Залізо від вугілля розділяють для того, що для відновлення ільменіту завжди застосовують електроплавку ільменіту в металургійній печі, причому оксиди заліза відновлюють до металевого заліза, що осаджується зі шлаку, що містить діоксид титану.Ilmenite, which contains titanium dioxide and iron oxides, is one of the most important starting materials for the recovery of titanium metal and titanium compounds, for example, titanium dioxin for the production of pigments. Iron is separated from coal because the electrosmelting of ilmenite in a metallurgical furnace is always used to restore ilmenite, and iron oxides are reduced to metallic iron, which is precipitated from slag containing titanium dioxide.
Головний недолік цього способу полягає у значних витратах електричної енергії, що складає приблизно 2200 кВт"год. на тонну титанового шлаку і є головною статею виробничих витрат.The main disadvantage of this method is the significant consumption of electrical energy, which is approximately 2200 kWh per ton of titanium slag and is the main item of production costs.
До теперішнього часу, установки для отримання титанового шлаку є економічно доцільними тільки в країнах, де низька вартість енергії, переважно в країнах, де доступна гідроенергетика, наприклад, у Канаді чи Норвегії, або, де енергію отримують з вугілля низької вартості, наприклад, у Південній Африці. Збільшення витрат на енергію і обмеження подачі енергії для енергоємних галузей промисловості призвело до негативного впливу на економічну ситуацію у виробників шлаку. В даний час приблизно половини світового виробництва титанового шлаку забезпечується використанням енергії, яка виробляється з вугілля, а інша половина - використанням гідроенергетики. В експлуатації є печі різних конструкцій, наприклад, прямокутної або круглої форми, з попередньо обпаленими або самоспікливими електродами, порожнистими або твердими електроди, з подачею матеріалів крізь порожнистий електрод або крізь склепіння печі, змінного або постійного струму для забезпечення потужності плавки.Until now, titanium slag plants are economically feasible only in countries where the cost of energy is low, mainly in countries where hydropower is available, such as in Canada or Norway, or where energy is obtained from low-cost coal, such as in the South Africa The increase in energy costs and the restriction of energy supply for energy-intensive industries led to a negative impact on the economic situation of slag producers. Currently, approximately half of the world's titanium slag production is provided by the use of energy produced from coal, and the other half - by the use of hydropower. Furnaces of various designs are in operation, for example, rectangular or circular, with pre-fired or self-sintering electrodes, hollow or solid electrodes, with the supply of materials through the hollow electrode or through the furnace vault, alternating or direct current to ensure the melting power.
Більшість установок працюють за традиційною технологією плавки, коли подають холодний сировинний ільменіт на переплавку.Most of the plants work according to the traditional melting technology, when cold raw ilmenite is fed for remelting.
Було запропоновано, виготовляти титановий шлак на основі попередньо відновленого ільменіту, де ільменіт і твердий відновник, такий як вугілля чи напівкокс, вводять в барабанну піч, яка слугує реактором відновлення. Гарячий відхідний газ з барабанної печі спрямовують у камеру наступного спалення, в якій спалюють моноксид вуглецю і водень, що міститься у відхідних газах, а потім відхідний газ, що має температуру 900-10007С, подають до котла- утилізатора тепла для виробництва пари. Через високі температури, що отримуються в камеріIt was proposed to produce titanium slag based on pre-reduced ilmenite, where ilmenite and a solid reducing agent, such as coal or semi-coke, are introduced into a drum furnace that serves as a reduction reactor. The hot exhaust gas from the drum furnace is sent to the next combustion chamber, in which carbon monoxide and hydrogen contained in the exhaust gases are burned, and then the exhaust gas, which has a temperature of 900-10007C, is fed to the heat recovery boiler for steam production. Because of the high temperatures obtained in the chamber
Зо наступного спалення, необхідно закачувати воду, щоб уникнути утворення нашарувань на стінках камери наступного спалення. Витрати на обладнання є досить високі, а енергоефективність є незадовільною.From the next combustion, it is necessary to pump water to avoid the formation of layers on the walls of the chamber of the next combustion. Equipment costs are quite high, and energy efficiency is unsatisfactory.
Заявником запропоновано в міжнародній публікації УЛО 2006/048283 АТ спосіб отримання титанового шлаку з ільменіту, в якому гранульований ільменіт спочатку частково відновлюють з відновлюючою речовиною в реакторі відновлення, а потім гарячий матеріал, що має вхідну температуру 500-900"7С, подають в електричну піч і плавлять там в присутності відновлюючої речовини для утворення рідкого чавуну і титанового шлаку. Реактор відновлення має псевдозріджений шар, в який вводять руду, яка пройшла кілька стадій попереднього нагрівання і реактор карбонізації. З реактора відновлення з псевдозрідженим шаром суміш частково відновленого ільменіту та напівкокс відбирають при температурі приблизно 1000 і охолоджують до приблизно 700"С до того, як завантажити в магнітний сепаратор, де фракцію, збагачену діоксидом титану і металевого заліза, відокремлюють, як магнітний продукт, від немагнітної фракції. Магнітну фракцію завантажують в електричну плавильну піч, яка працює при приблизно 1700"С, і виробляють титановий шлак, який має масову частку 75-90 95 діоксиду титану, та рідкий чавун, який має масову частку більше 94 95 металевого заліза. Відхідний газ з електропечі, який містить об'ємну частку більше 90 95 окису вуглецю, після видалення пилу, спалюють в наступній камері горіння. Гарячий відхідний газ подають у нагрівач газу для нагрівання псевдозріджуючого газу, що вводиться в реактор відновлення. Хоча у системі, розкритій в міжнародній публікації МЛО 2006/048283 АТ, вже передбачено істотне зменшення споживання енергії при виробництві титанового шлаку, все ще є потенціал подальшого вдосконалення.The applicant proposed in the international publication ULO 2006/048283 JSC a method of obtaining titanium slag from ilmenite, in which granular ilmenite is first partially reduced with a reducing agent in a reduction reactor, and then the hot material, which has an inlet temperature of 500-900"7С, is fed into an electric furnace and melted there in the presence of a reducing agent to form liquid iron and titanium slag. The reduction reactor has a fluidized bed into which the ore that has undergone several preheating stages and a carbonization reactor are introduced. From the fluidized bed reduction reactor, a mixture of partially reduced ilmenite and semi-coke is taken at temperature of approximately 1000 and cooled to approximately 700"C before being loaded into a magnetic separator, where the fraction enriched in titanium dioxide and metallic iron is separated as a magnetic product from the non-magnetic fraction. The magnetic fraction is loaded into an electric melting furnace, which operates at about 1700 "C, and produces titanium slag, which has a mass fraction of 75-90 95 titanium dioxide, and liquid iron, which has a mass fraction of more than 94 95 metallic iron. The waste gas from the electric furnace , which contains a volume fraction of more than 90 95 carbon monoxide, after dust removal, is burned in the next combustion chamber. The hot waste gas is fed to a gas heater to heat the fluidized gas that is introduced into the recovery reactor. Although in the system disclosed in the international publication MLO 2006/048283 JSC, a significant reduction in energy consumption during the production of titanium slag has already been foreseen, there is still potential for further improvement.
Опис винаходуDescription of the invention
Таким чином, завданням цього винаходу є подальше зниження споживання енергії при виробництві титанового шлаку. Крім того, буде зменшено викиди СО».Thus, the task of the present invention is to further reduce energy consumption during the production of titanium slag. In addition, CO emissions will be reduced."
Відповідно до цього винаходу, запропонований спосіб, що включає ознаки, наведені в п.1 формули винаходу. Для виробництва титанового шлаку з ільменіту гранульований ільменіт частково відновлюють з відновлюючою речовиною в реакторі відновлення при температурі щонайменше 900"С, зокрема 1000-11507С. Частково відновлений гарячий ільменіт потім подають в електричну пічь, де він плавиться в присутності відновлюючої речовини з утворенням бо рідкого чавуну і титанового шлаку, які вилучають з електричної печі. У контексті цієї заявки терміни "електрична піч", "електрична піч відновлення" і "плавильна піч" використовуються як синоніми для опису того ж самого засобу. Згідно з винаходом, відхідний газ реактора відновлення подають в котел-утилізатор тепла. Переважно, є прямий зв'язок між котлом- утилізатором тепла і реактором відновлення.According to the present invention, a method is proposed, which includes the features given in clause 1 of the claims. For the production of titanium slag from ilmenite, granulated ilmenite is partially reduced with a reducing agent in a reduction reactor at a temperature of at least 900°C, in particular 1000-11507°C. The partially reduced hot ilmenite is then fed into an electric furnace, where it melts in the presence of a reducing agent to form liquid cast iron and titanium slag, which are removed from the electric furnace. In the context of this application, the terms "electric furnace", "electric recovery furnace" and "melting furnace" are used synonymously to describe the same means. According to the invention, the waste gas of the reduction reactor is fed to heat recovery boiler Preferably, there is a direct connection between the heat recovery boiler and the recovery reactor.
На відміну від відомих способів, відхідний газ з реактора відновлення не подають до камери наступного горіння, в якій монооксид вуглецю і водень, що містяться у відхідному газі, спалюють, а далі відхідний газ, що має температуру 900-11007С подають в котел-утилізатор тепла для вироблення пари. Точніше, винахід пропонує відмовитися від камери наступного горіння, а з'єднати котел-утилізатор тепла з реактором відновлення. Таким чином, можуть бути значно знижені витрати на обладнання. Крім того, можна обійтися без необхідного впорскування води в камеру наступного горіння для відповідного охолодження. У переважному варіанті здійснення даного винаходу реактором відновлення є барабанна піч, в яку подають, зокрема, вугілля та/або напівкокс як твердий відновник. В альтернативному варіанті втілення винаходу реактор відновлення може мати псевдозріджений шар, як описано в УМО 2006/048283In contrast to known methods, the waste gas from the reduction reactor is not fed to the subsequent combustion chamber, in which the carbon monoxide and hydrogen contained in the waste gas are burned, and then the waste gas with a temperature of 900-11007C is fed to the heat recovery boiler to generate steam. More precisely, the invention proposes to abandon the chamber of subsequent combustion, and to connect a heat recovery boiler with a recovery reactor. Thus, equipment costs can be significantly reduced. In addition, it is possible to dispense with the necessary injection of water into the afterburner chamber for adequate cooling. In a preferred embodiment of the present invention, the reduction reactor is a drum furnace into which, in particular, coal and/or semi-coke is fed as a solid reducing agent. In an alternative embodiment of the invention, the reduction reactor may have a fluidized bed, as described in UMO 2006/048283
А1, причому, газ, що містить вуглець або водень, використовується як відновник.A1, moreover, a gas containing carbon or hydrogen is used as a reducing agent.
Для того, щоб додатково підвищити енергоефективність процесу, відхідний газ електричної печі також вводять в котел-утилізатор тепла.In order to further increase the energy efficiency of the process, the waste gas of the electric furnace is also introduced into the heat recovery boiler.
Переважно, відхідний газ електричної печі охолоджують і/або очищають перед введенням в котел-утилізатор тепла.Preferably, the waste gas of the electric furnace is cooled and/or cleaned before being introduced into the heat recovery boiler.
Зокрема, коли вугілля та/або напівкокс використовують як відновник, то частково відновлений ільменіт, переважно, піддають магнітній сепарації перед завантаженням матеріалу в електричну піч для відокремлення магнітної фракції, що містить діоксид титану і оксиди заліза, від немагнітної фракції, яка містить істотну кількість золи і надлишкового напівкоксу, якщо він використовується як відновник. Тільки магнітну фракцію, отриману магнітною сепарацією, подають в електричну піч. В цьому випадку температура частково відновленого матеріалу, що використовується під час магнітної сепарації, складає, переважно, приблизно 7009 С. За винаходом, магнітну фракцію потім подають в електричну плавильну піч без охолодження або нагрівання. Таким чином, енергію, потрібну для нагрівання матеріалу, що подається в електричну піч, до робочої температури в печі мінімізують без істотного повторного окисленняIn particular, when coal and/or semi-coke is used as a reducing agent, the partially reduced ilmenite is preferably subjected to magnetic separation before loading the material into an electric furnace to separate the magnetic fraction, which contains titanium dioxide and iron oxides, from the non-magnetic fraction, which contains a significant amount of ash and excess semi-coke, if it is used as a reducing agent. Only the magnetic fraction obtained by magnetic separation is fed into the electric furnace. In this case, the temperature of the partially reduced material used during the magnetic separation is preferably about 7009 C. According to the invention, the magnetic fraction is then fed into an electric melting furnace without cooling or heating. Thus, the energy required to heat the material fed to the electric furnace to the operating temperature in the furnace is minimized without significant re-oxidation
Зо частково відновленого матеріалу перед введенням в електричну піч.From partially recovered material before entering the electric furnace.
Енергоефективність процесу, ще більше зростає, якщо надлишкове тверде паливо (напівкокс) з реактора відновлення та/або вуглець, який містить дрібні відходи, відділений магнітною сепарацією, вводять в котел-утилізатор тепла і спалюють в ньому. Таким чином, теплотворну здатність цих матеріалів також може бути використано в цьому процесі.The energy efficiency of the process is further increased if the excess solid fuel (semi-coke) from the recovery reactor and/or carbon containing fine waste separated by magnetic separation is fed into the heat recovery boiler and burned in it. Thus, the calorific value of these materials can also be used in this process.
Установка за винаходом, яка є прийнятною для здійснення способу, описаного вище, має ознаки за пунктом 7 формули винаходу. Зокрема, установка включає реактор відновлення для часткового відновлення гранульованого ільменіту, магнітний сепаратор для розділення відновленого ільменіту і немагнітної фракції магнітною сепарацією та електричну піч для плавлення ільменіту в присутності відновлюючої речовини для отримання титанового шлаку і чавуну. При цьому котел-утилізатор тепла з'єднують з реактором відновлення.The installation according to the invention, which is acceptable for the implementation of the method described above, has features according to clause 7 of the claims. In particular, the installation includes a reduction reactor for the partial recovery of granular ilmenite, a magnetic separator for separating the reduced ilmenite and non-magnetic fraction by magnetic separation, and an electric furnace for melting ilmenite in the presence of a reducing agent to obtain titanium slag and pig iron. At the same time, the heat recovery boiler is connected to the recovery reactor.
Переважно, котел-утилізатор тепла має ділянку передачі тепла випромінюванням і ділянку передачі тепла конвекцією, причому, ділянка передачі тепла випромінюванням з'єднана з реактором відновлення.Preferably, the heat recovery boiler has a radiation heat transfer section and a convection heat transfer section, and the radiation heat transfer section is connected to the recovery reactor.
В найбільш переважному варіанті, в бічній стінці котла-утилізатора тепла є додаткові пальники для спалювання твердих вуглецевих залишків, що вводяться в котел-утилізатор тепла.In the most preferred version, in the side wall of the heat recovery boiler there are additional burners for burning solid carbon residues introduced into the heat recovery boiler.
Переважно, реактором відновлення є барабанна піч. В альтернативному варіанті втілення винаходу, реактор відновлення має псевдозріджений шар.Preferably, the recovery reactor is a drum furnace. In an alternative embodiment of the invention, the recovery reactor has a fluidized bed.
За реактором відновлення може бути передбачений охолоджувач. Переважно, охолоджувач є барабанним охолоджувачем, в якому відбувається непряме охолодження теплообміном з водою для охолодження твердого матеріалу, що залишає реактор відновлення при температурі приблизно 10007"С, до температури приблизно 700"С до завантаження його в магнітний сепаратор.A cooler may be provided behind the recovery reactor. Preferably, the cooler is a drum cooler in which indirect cooling occurs by heat exchange with water to cool the solid material leaving the recovery reactor at a temperature of about 10007°C to a temperature of about 700°C before loading it into the magnetic separator.
В котлі-утилізаторі тепла, вироблення пари здійснюють загально відомим в даній області способом. Переважно, за котлом-утилізатором тепла розташовують турбогенератор для вироблення електроенергії.In a heat recovery boiler, steam generation is carried out in a generally known way in this area. Preferably, a turbogenerator for generating electricity is located behind the heat recovery boiler.
За винаходом, є зворотний трубопровід для передачі відхідного газу з електричної печі в котел-утилізатор тепла, щоб тепло цього відхідного газу також було використане в цьому процесі.According to the invention, there is a return pipe to transfer the waste gas from the electric furnace to the heat recovery boiler, so that the heat of this waste gas is also used in this process.
Далі винахід буде описано більш детально на прикладі переважного варіанту втілення винаходу та доданих креслень. Всі описані і/або показані ознаки утворюють власно предмет цього винаходу сам по собі або в будь-якій комбінації, незалежно від їх включення до формули винаходу або їх зворотного посилання.Next, the invention will be described in more detail on the example of the preferred embodiment of the invention and the attached drawings. All described and/or shown features form the subject matter of the present invention by itself or in any combination, regardless of their inclusion in the claims or their back reference.
Короткий опис кресленьBrief description of the drawings
На фіг. 1 показано схему установки відповідно до цього винаходу.In fig. 1 shows a diagram of the installation according to the present invention.
На фіг. 2 показано діаграму, де порівнюються потужності, викиди СО» і витрат енергії на установках попередніх рівнів техніки і на установці за цим винаходом.In fig. 2 shows a diagram comparing the capacities, CO emissions and energy consumption of prior art installations and the installation of the present invention.
На фіг. З показано можливу щорічну економію енергетичних витрат, якщо даний винахід застосовано в існуючій установці для виробництва титанового шлаку.In fig. C shows the possible annual savings in energy costs if this invention is applied in an existing installation for the production of titanium slag.
Опис кращих варіантів втіленняDescription of the best implementation options
У способі виробництва титанового шлаку з ільменіту (фіг.1) суміш ільменіту і вугілля та/або напівкоксу подають з бункерів 1, 2, З на роликовий живильник 4 або еквівалентний пристрій живлення і далі подають в газонепроникний подвійний маятниковий клапана 5, а звідти до вхідної ділянки реактора 6 відновлення, зокрема, барабанної печі. Барабанна піч, переважно, має нахил 1-3 95, щоб забезпечити рух твердого матеріалу крізь реактор. Технологічне повітря вводять в барабанну піч крізь повітряні вентилятори 7 в оболонці реактора. Додаткове вугілля для регулювання температури та/або сірку, при необхідності часткового видалення марганцю, і повітря вводять в протитечії крізь фурму 8. У реакторі 6 відновлення ільменіт частково відновлюють з допомогою відновлюючих речовин, зокрема, вугілля і напівкоксу, при температурі 1000-11507С, зокрема приблизно 1100"С, до ступеня металізації приблизно 70 95, базуючись на вміст заліза.In the method of producing titanium slag from ilmenite (Fig. 1), a mixture of ilmenite and coal and/or semi-coke is fed from bunkers 1, 2, Z to a roller feeder 4 or an equivalent feeding device and then fed to a gas-tight double pendulum valve 5, and from there to the inlet sections of reactor 6 recovery, in particular, the drum furnace. The drum furnace preferably has a slope of 1-3 95 to ensure solid material movement through the reactor. Process air is introduced into the drum furnace through air fans 7 in the reactor shell. Additional coal for temperature regulation and/or sulfur, if necessary for partial removal of manganese, and air are injected countercurrently through nozzle 8. In the reduction reactor 6, ilmenite is partially restored with the help of reducing substances, in particular, coal and semi-coke, at a temperature of 1000-11507C, in particular about 1100"C, to a degree of metallization of about 70 95, based on the iron content.
З реактора б відновлення суміш частково відновленого ільменіту та надлишкового напівкоксу при температурі приблизно 1100"С, безперервно виводять крізь жолоб 9 в барабанний охолоджувач 10, де її опосередковано охолоджують водою до температури приблизно 700"С. Як і барабанна піч, барабанний охолоджувач 10 трохи нахилений для забезпечення переміщення потоку матеріалу. На вихідному кінці барабанного охолоджувача 10 більш великі грудки руди видаляють, наприклад, з допомогою сита, подрібнюють та обробляють окремо, щоб відновити титан і залізо.From the recovery reactor, the mixture of partially reduced ilmenite and excess semi-coke at a temperature of approximately 1100"С is continuously discharged through the chute 9 into the drum cooler 10, where it is indirectly cooled with water to a temperature of approximately 700"С. Like the drum furnace, the drum cooler 10 is slightly inclined to allow movement of the material flow. At the outlet end of the drum cooler 10, the larger lumps of ore are removed, for example by means of a sieve, crushed and treated separately to recover the titanium and iron.
Зо Залишений матеріал завантажують в магнітний сепаратор 11 при температурі приблизно 700"С, де магнітний матеріал (двоокис титану і металеве залізо) відділяють від немагнітних матеріалів шляхом гарячої магнітної сепарації. Немагнітні матеріали включають, зокрема, золу і надлишковий напівкокс, що не використовуються для відновлення в реакторі 6 відновлення.The remaining material is loaded into the magnetic separator 11 at a temperature of approximately 700 °C, where the magnetic material (titanium dioxide and metallic iron) is separated from the non-magnetic materials by hot magnetic separation. The non-magnetic materials include, in particular, ash and excess semi-coke, which are not used for recovery in reactor 6 recovery.
Магнітну фракцію (відновлений ільменіт) потім завантажують в електричну піч 12 відновлення (плавильна піч), яка працює при приблизно 17007"С для отримання титанового шлаку, який має масову частку 75-90 95 діоксиду титану, і рідкого чавуну, який має масової частки більше 94 95 металевого заліза.The magnetic fraction (reduced ilmenite) is then loaded into an electric reduction furnace 12 (melting furnace) which operates at approximately 17007°C to produce titanium slag having a mass fraction of 75-90 95 titanium dioxide and liquid iron having a mass fraction of more 94 95 metallic iron.
Відхідний газ з реактора 6 відновлення вводять в котел-утилізатор 20 тепла, який має ділянку 21 передачі тепла випромінюванням і ділянку 22 передачі тепла конвекцією. Реактор 6 відновлення безпосередньо з'єднано з ділянкою 21 передачі тепла випромінюванням котла- утилізатора тепла. Додаткове тверде паливо, зокрема, надлишковий напівкокс, повернений з магнітного сепаратора 11 і повітря також вводять в котел-утилізатор 20 тепла, щоб сприяти горінню. Відхідний газ з електричної печі 12 відновлення, який містить значну кількість об'ємної частки часто більше 90 95 окису вуглецю, після знепилювання, переважно, повертають в котел- утилізатор 20 тепла по зворотному трубопроводу 23.The waste gas from the recovery reactor 6 is introduced into the heat recovery boiler 20, which has a section 21 of heat transfer by radiation and a section 22 of heat transfer by convection. The recovery reactor 6 is directly connected to the heat transfer site 21 by the radiation of the heat recovery boiler. Additional solid fuel, in particular, excess semi-coke returned from the magnetic separator 11 and air is also introduced into the heat recovery boiler 20 to promote combustion. Waste gas from the electric recovery furnace 12, which contains a significant amount of volume fraction often more than 90 95 carbon monoxide, after dust removal, is preferably returned to the heat recovery boiler 20 through the return pipeline 23.
Додаткові пальники 24 може бути встановлено в бічній стінці котла-утилізатора 20 тепла, щоб спалювати вуглець, який міститься в матеріалі. Аварійний клапан 25 активується при роботі в позаштатному режимі. Пил, осаджений в нижній частині котла-утилізатора 20 тепла, відводять і повертають в реактор 6 відновлення по лінії 26. Відхідний газ відводять з котла- утилізатора 20 тепла крізь випускний отвір 27 і очищають в електростатичному пиловловлювачі (ЕБР) 28 перед його вивантаженням крізь димову трубу 29. Залишений пил може бути повернуто у реактор 6 відновлення або повернуто до копальні у вигляді відходів.Additional burners 24 can be installed in the side wall of the heat recovery boiler 20 to burn the carbon contained in the material. Emergency valve 25 is activated during off-duty operation. The dust deposited in the lower part of the heat recovery boiler 20 is removed and returned to the recovery reactor 6 along the line 26. The exhaust gas is removed from the heat recovery boiler 20 through the outlet 27 and cleaned in the electrostatic precipitator (ESD) 28 before being discharged through the flue pipe 29. The remaining dust can be returned to the recovery reactor 6 or returned to the mine as waste.
Тепло, що виробляється в котлі-утилізаторі 20 тепла використовується для отримання пари високого тиску в паровому барабані 30 при тиску 40-60 бар і температурі 350-600"С, переважно 400-5407С. Пар додатково нагрівають шляхом пропусканням його по ділянці 22 передачі тепла конвекцією котла-утилізатора 20 тепла і подають в турбогенератор 31 для вироблення електроенергії. Розширена пара конденсується в холодильнику 32, який пов'язаний з градирнею 33. Воду, отриману таким чином, деаерують в деаераторі 34 перед подачею в живильний резервуар 35 для використання у виробництві пари. Додаткова свіжа вода може бути додана бо після демінералізації в демінералізаторі 36. Потім воду пропускають по ділянці 22 конвекційної передачі тепла котла-утилізатора 20 тепла для попереднього нагрівання її перед введенням в паровий барабан 30.The heat produced in the heat recovery boiler 20 is used to obtain high-pressure steam in the steam drum 30 at a pressure of 40-60 bar and a temperature of 350-600"C, preferably 400-5407C. The steam is additionally heated by passing it through the heat transfer section 22 by convection of the heat recovery boiler 20 and fed to the turbine generator 31 to generate electricity. The expanded steam is condensed in the cooler 32, which is connected to the cooling tower 33. The water thus obtained is deaerated in the deaerator 34 before being fed to the feed tank 35 for use in production Additional fresh water can be added after demineralization in the demineralizer 36. The water is then passed through the convection heat transfer section 22 of the heat recovery boiler 20 to preheat it before entering the steam drum 30.
При використанні попередньо нагрітого, відновленого ільменіту, а також тепла від реактора б відновлення і електричної піч 12 відновлення споживання енергії електричною піччю 12 можуть бути зменшене приблизно на 60 95 в порівнянні зі звичайною плавкою сировинного ільменіту. Крім того, можна істотно збільшити пропускну спроможність електричної печі 12 і поліпшити якість продукту за рахунок зменшення кількості золи, введеної в плавильну піч.When using preheated, reduced ilmenite, as well as heat from the recovery reactor b and the electric furnace 12, the energy consumption of the recovery electric furnace 12 can be reduced by approximately 60 95 in comparison with the usual melting of raw ilmenite. In addition, it is possible to significantly increase the throughput of the electric furnace 12 and improve product quality by reducing the amount of ash introduced into the melting furnace.
ПрикладиExamples
На фіг. 2 показано вплив застосування попередньо відновленого ільменіту і використання прихованої теплоти з різних пристроїв установки на потужність, викиди СО?» і споживання енергії в установці для виробництва титановий шлак.In fig. 2 shows the influence of the use of pre-reduced ilmenite and the use of latent heat from various devices of the installation on power, CO emissions? and energy consumption in the titanium slag production plant.
На фіг. 2, варіант А стосується стандартного способу, при якому ільменіт вводять в плавильну піч при кімнатній температурі (25"7С) і з нульовою металізацією. У варіанті В ступінь металізації складає 70 95, але все ще ільменіт подають при температурі 25"С, а у варіанті С температура додатково підвищена до 65092 С. Варіант ОО стосується концепції, аналогічної варіанту С, де тепло від відхідного газу печі використовують в котлі-утилізаторі тепла. У варіантіIn fig. 2, option A refers to the standard method, in which ilmenite is introduced into the melting furnace at room temperature (25"7C) and with zero metallization. In option B, the degree of metallization is 70 95, but still ilmenite is fed at a temperature of 25"C, and in in option C, the temperature is additionally increased to 65092 C. Option OO refers to a concept similar to option C, where the heat from the waste gas of the furnace is used in a heat recovery boiler. In the variant
Е, додатково, надлишковий напівкокс, який виведений з барабанної печі, спалюють в котлі- утилізаторі тепла, а у варіанті Б також відхідний газ з електропечі 12 повертають і використовують в котлі-утилізаторі тепла.E, additionally, the excess semi-coke, which is removed from the drum furnace, is burned in the heat recovery boiler, and in option B, the waste gas from the electric furnace 12 is also returned and used in the heat recovery boiler.
Розмір електричної печі відновлення (плавильна піч) і потужність відповідних електричних трансформаторів є однаковою для всіх варіантів А - Р. Найбільший вплив на зниження енергії забезпечується у варіантах С (використання відновленого ільменіту з 70 95 металізацією і температурою подачі 650") і О (додаткове використання прихованої теплоти від відхідного газу барабанної печі для виробництва електроенергії). Варіант Е, додатково, включає спалення надлишкового напівкоксу розвантаження печі, а у варіанті Є також присутнє спалення охолодженого і очищеного окису вуглецю (СО) і водню (Н»г), що є у відхідному газі з електропечі.The size of the electric recovery furnace (melting furnace) and the power of the corresponding electric transformers are the same for all options A - P. The greatest impact on energy reduction is provided in options C (use of reduced ilmenite with 70 95 metallization and a supply temperature of 650") and O (additional use latent heat from the waste gas of the drum furnace for the production of electricity.) Option E additionally includes the burning of excess semi-coke of the furnace discharge, and option E also includes the burning of cooled and purified carbon monoxide (CO) and hydrogen (H»g), which are in waste gas from an electric furnace.
Додатково, енергетичну оптимізацію можна було б здійснити за рахунок використання фізичного тепла тих відхідних газів, які виходять з електричної печі при температурі приблизно 1400 - 1500" С в окремому котлі-утилізаторі тепла.In addition, energy optimization could be achieved by using the physical heat of those exhaust gases that leave the electric furnace at a temperature of approximately 1400 - 1500" C in a separate heat recovery boiler.
Базовий варіант А відповідає найбільш поширеній на даний час звичайній технології виробництва титанового шлаку. Подача попередньо відновленого і попередньо підігрітого ільменіту відповідно до варіанту С знижує споживання електричної енергії на електроди електричної печі відновлення до приблизно 58 95 величини, необхідної у варіанті А. Завдяки цьому продуктивність електричної печі відновлення може бути збільшена на приблизно 73 95.Basic option A corresponds to the currently most common conventional technology for the production of titanium slag. The supply of pre-reduced and pre-heated ilmenite according to option C reduces the electric energy consumption at the electrodes of the electric reduction furnace to about 58 95 of the value required in option A. Thanks to this, the productivity of the electric reduction furnace can be increased by about 73 95.
Шляхом додаткової енергетичної утилізації відхідних газів і надлишкового напівкоксу барабанної печі, а також відхідних газів електричної печі для виробництва електроенергії загальне споживання енергії електричною піччю на тонну титанового шлаку може бути додатково зменшене до приблизно 39 95 величини у варіанті А. Це вже забезпечує енергію, необхідну для попереднього відновлення в барабанній печі і виробництва електроенергії.By additional energy utilization of the flue gases and excess semi-coke of the drum furnace, as well as the flue gases of the electric furnace for power generation, the total energy consumption of the electric furnace per ton of titanium slag can be further reduced to about 39 95 of the value in option A. This already provides the energy required for preliminary recovery in a drum furnace and electricity production.
Отримані значення для варіантів А - Е можна бачити з таблиці 1. Розрахунки були зроблені, базуючись на електричній плавильній печі з подачею холодної сировини, яка має річну продуктивність 250 000 тонн, як у варіанті А. Для подачі попередньо нагрітого (650"С) і попередньо відновленого ільменіту з 70 95 металізацією продуктивність електричної плавильної печі такого ж розміру збільшується до 432 000 т/рік.The obtained values for options A - E can be seen from Table 1. The calculations were made based on an electric melting furnace with cold feed, which has an annual output of 250,000 tons, as in option A. To feed preheated (650"C) and of pre-reduced ilmenite with 70 95 metallization, the productivity of an electric melting furnace of the same size increases to 432,000 t/year.
Таблиця 1Table 1
Витрати енергії електричної плавильної печі для виробництва титанового шлаку о Варант | | | А | В | С | 0 | Е | вEnergy consumption of an electric melting furnace for the production of titanium slag about Warrant | | | And | In | C | 0 | E | in
У цьому прикладі, варіант Ю забезпечує зниження потужності у 1134 кВте"год. на тонну титанового шлаку. Якщо ціна дорівнює 1,0 цент США/кВте"год., то це призводить до зниження витрат у сумі 11,34 центів США на тонну шлаку. Якщо прийняти більш реалістичну ціну 5,0 центів США/ кВт"год., то це призводить до зниження витрат у сумі 56,70 доларів США на тонну, або приблизно 24,5 мільйонів доларів США на рік На фіг. З показано можливі щорічні заощадження у варіантах С-Е, що базуються на різниці цін на енергію.In this example, option U provides a power reduction of 1134 kWh per ton of titanium slag. If the price is 1.0 US cents/kWh, this results in a cost reduction of 11.34 US cents per ton of slag . Assuming a more realistic price of 5.0 US cents/kWh, this results in a cost reduction of $56.70 per ton, or approximately $24.5 million per year Figure C shows the potential annual savings in options C-E, based on the difference in energy prices.
Іншою важливою перевагою комбінації барабанної печі з електричною плавильною піччю є зниження викидів СОг, що складає для варіанту Е тільки 69 95 викидів СОг варіанта А. Це знижує викиди СО: на рівні приблизно 1000 кг на тонну шлаку. Варіант В забезпечує помірне зниження викиду СОг тільки завдяки додатковому викиду СО2 з установки відновлення. Це в основному компенсує знижений викид СО», досягнутих за рахунок скорочення потреб в енергії електричної плавильної печі. Реальне зниження СО досягається завдяки подачі нагрітого ільменіту та використання прихованої теплоти для вироблення електроенергії. Таблиця 2 показує розрахункові викиди СО: для варіантів А - Е.Another important advantage of the combination of a drum furnace with an electric melting furnace is the reduction of COg emissions, which is for option E only 69 95 COg emissions of option A. This reduces CO emissions: at the level of approximately 1000 kg per ton of slag. Option B provides a moderate reduction in COg emissions only due to additional CO2 emissions from the recovery unit. This largely offsets the reduced CO2 emissions achieved by reducing the energy requirements of the electric melting furnace. Real CO reduction is achieved by feeding heated ilmenite and using latent heat to generate electricity. Table 2 shows estimated CO emissions: for options A - E.
Таблиця 2Table 2
Викид СО» при виробництві титанового шлаку о Варант | | / А | в ' ЇЇ с | 0 | Е | ЕЕEmission of CO" during the production of titanium slag about Warrant | | / A | in ' HER with | 0 | E | EE
Щодо зазначеного вище прикладу, приблизно 0,4 тонн чавуну одночасно виробляється на тонну титанового шлаку. Слід, таким чином, також розглянути відповідний викид СОг при зовнішньому виробництві чавуну. Стандартні значення складають приблизно 1500 кг СО» на тонну чавуну. Це додатково знижує викиди СО» приблизно від 600 кг СО» до приблизно 1700 кгRegarding the above example, approximately 0.4 tons of pig iron is simultaneously produced per ton of titanium slag. Thus, it is also necessary to consider the corresponding emission of COg during the external production of cast iron. Standard values are approximately 1,500 kg of CO2 per ton of cast iron. This further reduces CO2 emissions from approximately 600 kg CO2 to approximately 1,700 kg
Сб»; на тонну титанового шлаку.Saturday"; per ton of titanium slag.
Список посилань 1 - живильний бункер (ільменіт) 2 - живильний бункер (вугілля)List of references 1 - feed hopper (ilmenite) 2 - feed hopper (coal)
З - живильний бункер (напівкокс) 4 - живильник 5 - подвійний маятниковий клапан б - реактор відновлення 7 - повітряний вентилятор в оболонці реактора 8- фурма 9 - жолоб 10 - охолоджувач 11 - магнітний сепаратор 12 - електрична піч відновлення (плавильна піч) 20 - котел-утилізатор тепла 21 - ділянка передачі тепла випромінюванням 22 - ділянка передачі тепла конвекцією 23 - зворотний трубопровід 24 - пальник 25 - аварійний клапан 26 - лінія 27 - випускний отвір 28 - електростатичний пиловловлювач 29 - димова труба 30 - паровий барабан 31 - турбогенератор 32 -- холодильник 33 - градирня 34 - деаератор 35 - живильний резервуар 36 - демінералізаторC - feed hopper (semi-coke) 4 - feeder 5 - double pendulum valve b - recovery reactor 7 - air fan in the reactor shell 8 - nozzle 9 - chute 10 - cooler 11 - magnetic separator 12 - electric recovery furnace (melting furnace) 20 - heat recovery boiler 21 - radiation heat transfer section 22 - convection heat transfer section 23 - return pipeline 24 - burner 25 - emergency valve 26 - line 27 - outlet 28 - electrostatic dust collector 29 - smoke pipe 30 - steam drum 31 - turbogenerator 32 -- refrigerator 33 - cooling tower 34 - deaerator 35 - feeding tank 36 - demineralizer
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/EP2013/055590 WO2014146682A1 (en) | 2013-03-18 | 2013-03-18 | Process and plant for producing titanium slag from ilmenite |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA113351C2 true UA113351C2 (en) | 2017-01-10 |
Family
ID=48040175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAA201509166A UA113351C2 (en) | 2013-03-18 | 2013-03-18 | METHOD AND INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF TITANIUM SLAUGHTER FROM ILLENITE |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2976438B1 (en) |
CN (1) | CN105164284B (en) |
AP (1) | AP2015008744A0 (en) |
AU (1) | AU2013383015B2 (en) |
UA (1) | UA113351C2 (en) |
WO (1) | WO2014146682A1 (en) |
ZA (1) | ZA201507016B (en) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI20155066A (en) * | 2015-01-30 | 2016-07-31 | Outotec Finland Oy | A process for the production of slag and crude iron containing titanium oxide from ilmenite and a plant |
EP3153775A1 (en) * | 2015-10-08 | 2017-04-12 | Improbed AB | Method for operating a fluidized bed boiler |
WO2017202119A1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | 中国恩菲工程技术有限公司 | Reduction smelting system and reduction smelting method for vanadium-titanium magnetite ore or ilmenite |
CN108411126B (en) * | 2018-05-01 | 2023-10-17 | 昆明有色冶金设计研究院股份公司 | Titanium slag smelting system and method based on pre-reduction |
CN110000396A (en) * | 2019-04-09 | 2019-07-12 | 兰州有色冶金设计研究院有限公司 | A kind of reduction apparatus and method of fine iron breeze production reduced iron powder |
CN110592399B (en) * | 2019-08-30 | 2021-03-30 | 浙江海虹控股集团有限公司 | Energy-saving system and method for extracting metallic titanium |
CN111733336B (en) * | 2020-08-28 | 2020-11-24 | 湖南碳谷装备制造有限公司 | Preparation process and system for producing high-grade titanium-rich material by utilizing ilmenite |
CN114623689B (en) * | 2022-03-09 | 2023-11-03 | 江苏沙钢集团有限公司 | Environment-friendly energy-saving electric furnace and use method thereof |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU765620B2 (en) * | 1998-11-23 | 2003-09-25 | Outotec Oyj | Process of reducing ilmenite |
CN1478908A (en) * | 2002-08-29 | 2004-03-03 | 中国科学院过程工程研究所 | Method and device for separating iron and titanium to prepare high titanium slag |
DE102004053676B4 (en) * | 2004-11-03 | 2010-02-25 | Outotec Oyj | Process and plant for the production of titanium slag from ilmenite |
JP2006272163A (en) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Hitachi Ltd | Waste separation recovery device and recovery method |
GB0608080D0 (en) * | 2006-04-25 | 2006-05-31 | Warner Noel A | Co-production of steel, titanium and high-grade oxide |
-
2013
- 2013-03-18 UA UAA201509166A patent/UA113351C2/en unknown
- 2013-03-18 AP AP2015008744A patent/AP2015008744A0/en unknown
- 2013-03-18 WO PCT/EP2013/055590 patent/WO2014146682A1/en active Application Filing
- 2013-03-18 AU AU2013383015A patent/AU2013383015B2/en not_active Ceased
- 2013-03-18 EP EP13713116.5A patent/EP2976438B1/en not_active Not-in-force
- 2013-03-18 CN CN201380074883.4A patent/CN105164284B/en not_active Expired - Fee Related
-
2015
- 2015-09-21 ZA ZA2015/07016A patent/ZA201507016B/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2976438A1 (en) | 2016-01-27 |
AU2013383015A1 (en) | 2015-10-01 |
WO2014146682A1 (en) | 2014-09-25 |
EP2976438B1 (en) | 2017-01-18 |
CN105164284B (en) | 2017-08-15 |
ZA201507016B (en) | 2016-12-21 |
AU2013383015B2 (en) | 2016-09-08 |
AP2015008744A0 (en) | 2015-09-30 |
CN105164284A (en) | 2015-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
UA113351C2 (en) | METHOD AND INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF TITANIUM SLAUGHTER FROM ILLENITE | |
RU2491353C2 (en) | Method and plant for iron production optimised by energy and co2 emission | |
Pisciotta et al. | Current state of industrial heating and opportunities for decarbonization | |
Martínez et al. | Integration of a fluidised bed Ca–Cu chemical looping process in a steel mill | |
CN101636559A (en) | Be used for method and apparatus at combustion gas and steam turbine (GuD) power station generation electric energy | |
CN102363837B (en) | A kind of powdery manganese oxide ore fluidization low-temperature reduction method | |
US10434576B2 (en) | Method and apparatus for producing metallic iron from iron oxide fines | |
CN104630405A (en) | Partition wall rotary kiln for ferroelectric and coke coproduction | |
US20150275108A1 (en) | Gasification devices and methods | |
RU2453609C2 (en) | Method and device for obtaining molten material | |
US10661340B2 (en) | Method and apparatus for producing metallic iron from iron oxide fines | |
CN103131816A (en) | Method for producing spongy iron through dual-based reduction and special chamber type smelting vertical furnace therefor | |
CN104271898A (en) | Method for using the exhaust gases from plants for raw iron manufacture for generating steam | |
CN108884503A (en) | Method and apparatus for producing sponge iron | |
CN204661750U (en) | A kind of partition rotary kiln of ferroelectric burnt combination producing | |
CN113028826A (en) | Lime production system and method | |
KR101607254B1 (en) | Combiner Ironmaking facilities | |
Pamungkas et al. | Potential of biomass utilization in rotary kiln of nickel processing plant | |
Rectisol | Coal gasification for DRI production–An Indian solution | |
KR101607253B1 (en) | Combiner ironmaking facilities | |
US9718701B2 (en) | Method and device for reducing iron oxide-containing feedstocks | |
CN206986208U (en) | The system for preparing sponge iron | |
CN114180518B (en) | PRMH (modified methyl hydrogen) process for recycling coal-based solid waste | |
WO1993020245A1 (en) | Combined process for generating metallurgical coke and sponge iron | |
CN107075592B (en) | Composite molten iron manufacturing apparatus |