Becherův proces - Becher process

The Becherův proces je průmyslový proces slouží k výrobě rutil, forma oxid titaničitý, z rudy ilmenit. Je konkurenceschopný s chloridový proces a sulfátový proces, kterým se dosahuje podobných čistých konverzí.[1][2]

S idealizovaným vzorcem FeTiO3, ilmenit obsahuje 55-65% oxid titaničitý, zbytek je oxid železa. Becherův proces, stejně jako jiné procesy přijímání, má za cíl odstranit železo. Becherův proces využívá přeměnu železného železa (FeO) na železité železo (Fe2Ó3).[3]

Dějiny

Tato technologie byla vyvinuta na počátku 60. let v roce západní Austrálie[4] společnou iniciativou mezi průmyslem a vládou. Proces byl pojmenován po Robert Gordon Becher, který při práci ve Western Australian Government Chemical Laboratories (předchůdce ChemCentre) vynalezl, vyvinul a představil tuto techniku ​​v průmyslu západních australských minerálních písků.[5] Proces byl patentován v roce 1961.[6]

Proces

Becherův proces je vhodný pro zvětralý ilmenit, který má nízkou hladinu koncentrace z chrom a hořčík.[7] Při odstraňování železné části ilmentitu existují čtyři kroky:

  1. Oxidace
  2. Redox
  3. Provzdušňování
  4. Loužení

Oxidace

Oxidace zahrnuje zahřívání ilmenitu v rotační peci se vzduchem, na který se přemění železo oxid železitý:

4 FeTiO3 + O.2 → 2 Fe2Ó3· TiO2 + 2 TiO2

Tento krok je vhodný pro řadu surovin obsahujících ilmenit.[8]

Snížení

Redukce se provádí v rotační peci s pseudobrookitem (Fe2Ó3. TiO2), uhlí a síru, poté zahřáté na teplotu vyšší než 1200 ° C.[9] Oxid železa v minerálních zrnech se redukuje na kovové železo za vzniku redukovaného ilmenitu:

Fe2Ó3· TiO2 + 3 CO → 2 Fe + TiO2 + 3 CO2

„Redukovaný ilmenit“ je před dalším krokem oddělen od char.

Provzdušňování

Provzdušňování zahrnuje odstranění kovového železa vytvořeného v posledním kroku jeho „zrezivěním“. Této konverze je dosaženo ve velkých nádržích, které obsahují 1% chlorid amonný roztok se vzduchem čerpaným skrz nádrž. Nádrž se nepřetržitě míchá a železo bude rezat a srážet se ve formě slizu.

4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2Ó3

Jemnější oxid železa se poté oddělí od větších částic syntetického rutilu.

Kyselý výluh

Jakmile je odstraněna většina oxidu železa, zbytek je vyluhován pomocí 0,5 M kyselina sírová.[10]

Reference

  1. ^ Welham, NJ (1996). "Parametrická studie mechanicky aktivované karbotermní redukce ilmenitu". Inženýrství minerálů. 9 (12): 1189–1200. doi:10.1016 / S0892-6875 (96) 00115-X.
  2. ^ Benson, L. L .; Mellor, I .; Jackson, M. (2016). „Přímá redukce syntetického rutilu pomocí procesu FFC k výrobě levných nových slitin titanu“. Journal of Materials Science. 51 (9): 4250–4261. Bibcode:2016JMatS..51.4250B. doi:10.1007 / s10853-015-9718-1.
  3. ^ „Rutile and ilmenite - Australian production and potential profile“.
  4. ^ „Australský atlas minerálních zdrojů Informační list minerálních písků“. Archivovány od originál dne 2007-08-30.
  5. ^ „Medailové ceny ATSE Clunies Ross Foundation - 1992“.[trvalý mrtvý odkaz ]
  6. ^ „Zpracování materiálu obsahujícího titan“. ZÍSKÁ Patentové služby. Citováno 16. srpna 2016.
  7. ^ „Murdoch University Titanium“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 01.12.2006.
  8. ^ Bruckard, Warren J .; Calle, Carmen; Fletcher, Stephen; Horne, Michael D .; Sparrow, Graham J .; Urban, Andew J. (2004). "Aplikace antrachinon redox katalyzátorů pro zrychlení provzdušňovacího kroku v Bcherově procesu". Hydrometalurgie. 73 (1–2): 111–121. doi:10.1016 / j.hydromet.2003.09.003.
  9. ^ „Chamber of Minerals and Energy Western Australia - Mineral Sands Factsheet“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 2008-07-04.
  10. ^ „WIPO-WO / 1994/003647 ZPRACOVÁNÍ TITANIFERNÍCH MATERIÁLŮ“.[trvalý mrtvý odkaz ]

Další čtení