RU2061585C1 - Способ получения титанового порошка - Google Patents
Способ получения титанового порошка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2061585C1 RU2061585C1 RU94037978A RU94037978A RU2061585C1 RU 2061585 C1 RU2061585 C1 RU 2061585C1 RU 94037978 A RU94037978 A RU 94037978A RU 94037978 A RU94037978 A RU 94037978A RU 2061585 C1 RU2061585 C1 RU 2061585C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reaction mass
- titanium
- vacuum separation
- grinding
- powders
- Prior art date
Links
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 12
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 abstract description 25
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 25
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 abstract description 6
- 238000002386 leaching Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- CSDQQAQKBAQLLE-UHFFFAOYSA-N 4-(4-chlorophenyl)-4,5,6,7-tetrahydrothieno[3,2-c]pyridine Chemical compound C1=CC(Cl)=CC=C1C1C(C=CS2)=C2CCN1 CSDQQAQKBAQLLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000010814 metallic waste Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Использование: в цветной металлургии, для получения титана и порошков на его основе. Сущность изобретения: проводят магниетермическое восстановление тетрахлорида титана, затем предварительную очистку реакционной массы вакуумной сепарацией до содержания хлорида магния 5-12%, реакционную массу извлекают из аппарата, измельчают до крупности 0-12 мм и подвергают последующей доочистке выщелачиванием или вакуумной сепарацией. Причем, при доочистке вакуумной сепарацией после измельчения реакционную массу предварительно сушат в вакууме при ступенчатом повышении температуры от 20 до 250oС, затем проводят вакуумную сепарацию, аппарат охлаждают и производят доизмельчение спекшихся порошков до требуемой крупности. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области цветной металлурги, в частности, к способу получения титановых порошков.
Известны несколько способов получения титановых порошков (1 Порошковая металлургия титана. Изд. 2-е, Устинов В.С. Олесов Ю.Г. Дрозденко В.А. и др. М. Металлургия, 1881, с.10-22): металлотермическое восстановление титана из его соединений; механическое и химико-механическое измельчение губчатого и компактного титана; электролитический способ; диспергирование жидкого титана.
Известный способ диспергирования жидкого титана путем распыления струи жидкого металла нейтральным газом, либо путем вращения в инертной атмосфере расплавленного в электрической дуге титанового прутка, не вышел из стадии исследований.
Основными недостатками способа являются:
сложность конструкционного оформления процесса;
получаемые гранулы обладают закаленной поверхностью, что вызывает необходимость только горячего их прессования с применением дорогостоящего оборудования (2 Титан. Гармата В.А. Петрунько А.Н. Галицкий Н.В. и др. М. Металлургия, 1983, с.492-493).
сложность конструкционного оформления процесса;
получаемые гранулы обладают закаленной поверхностью, что вызывает необходимость только горячего их прессования с применением дорогостоящего оборудования (2 Титан. Гармата В.А. Петрунько А.Н. Галицкий Н.В. и др. М. Металлургия, 1983, с.492-493).
Известный способ механического измельчения губчатого титана применим только для его низких сортов, т.е. для титана, охрупченного высоким содержанием примесей, поскольку чистый металл очень мягок, вязок, пластичен. Получаемые по этому способу порошки имеют низкое качество. С целью облегчения операции измельчения рекомендуется охрупчивать губчатый титан насыщением водородом с последующим дегидрированием (3 Производство и применение порошков титана. Олесов Ю. Г. Устинов В.С. Дрозденко В.А. УкрНИИНТИ, Киев, 1971, с. 4-16). Получаемые порошки из-за высокой удельной поверхности обогащены газовыми примесями. Предлагается также операцию размола осуществлять с добавками инертных наполнителей, например льда (4 Патент США N 3072347, 1963) или обезвоженных галлоидных солей щелочных металлов (5 Патент США N 2794560, 1961).
Известны два направления электролитического способа получения титановых порошков: 1) восстановление титана из его соединений (TiCl4, TiО2 и др.) с применением нерастворимого анода находится на стадии исследований; 2) восстановление титана из расплава его хлоридов с применением растворимого анода из отходов металлического титана доведен до стадии опытно-промышленных разработок. Недостатками способа являются высокая энергоемкость и низкая производительность около 80 кг/сутки (3 Производство и применение порошков титана. Олесов Ю.Г. Устинов В.С. Дрозденко В.А. УкрНИИНТИ, Киев, 1971, с.19).
Из известных металлотермических способов (восстановление хлоридов титана натрием или магнием и восстановление двуокиси титана гидритом кальция) наиболее разработанным, до промышленных масштабов, является способ натриетермического восстановления хлоридов титана с последующей гидрометаллургической обработкой реакционной массы. Способ отличается высокой производительностью; порошки имеют хорошее качество, хорошо прессуются и спекаются. Недостатком способа является то, что из-за высокой активности натрия (возгораемость, взрываемость), требуется строгое соблюдение определенных мер предосторожности и кроме того, для получения 1т титана расходуется натрия в два раза больше, чем магния. В отечественном производстве губчатого титана натрий в качестве восстановителя пока не нашел применения.
По способу восстановления TiО2 гидридом кальция получаются очень мелкие, обогащенные газовыми примесями, порошки со средним размером частиц не более 10 мкм (I с.11), что ограничивает области их применения. Из-за низкой технико-экономической эффективности способа и низкого качества порошков интерес к теоретическим и технологическим разработкам этого способа в последние годы не проявляется (2 Титан. Гармата В.А. Петрунько А.Н. Галицкий Н.В. и др. М. Металлургия, 1983, с.492-493).
Прототипом предлагаемого способа является магниетермический комбинированный способ получения титановых порошков (I Порошковая металлургия титана. Изд. 2-е, Устинов В. С. Олесов Ю.Г. Дрозденко В.А. и др. М. Металлургия, 1881, с. 10-13). Сущность способа заключается в следующем. Четыреххлористый титан восстанавливают металлическим магнием по технологии действующего производства губчатого титана. Полученную реакционную массу подвергают предварительной вакуумной сепарации для очистки от металлического и хлористого магния до 0,5 и 2-3 мас. соответственно: охлажденную реакционную массу после дробления (крупность фракций не указывается), направляют на окончательную очистку от хлористого и металлического магния выщелачиванием в солянокислых растворах.
Недостатками прототипа являются:
низкий выход порошковых фракций. Так, полученная в лабораторных опытах реакционная масса с содержанием 2,5-3% хлористого магния по своим механическим свойствам напоминала обычную титановую губку. Выход фракций крупностью менее 12 мм составил около 20%
необходимость установки специального оборудования для выщелачивания реакционной массы на предприятиях действующего производства губчатого титана и утилизации большого количества кислотных растворов.
низкий выход порошковых фракций. Так, полученная в лабораторных опытах реакционная масса с содержанием 2,5-3% хлористого магния по своим механическим свойствам напоминала обычную титановую губку. Выход фракций крупностью менее 12 мм составил около 20%
необходимость установки специального оборудования для выщелачивания реакционной массы на предприятиях действующего производства губчатого титана и утилизации большого количества кислотных растворов.
Задачей изобретения является повышение выхода порошковых фракций за счет получения малоспекшейся, охрупченной высоким содержанием хлористого магния реакционной массы.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения титановых порошков, включающим магниетермическое восстановление хлористого титана, предварительную очистку полученной реакционной массы высокотемпературной вакуумной сепарацией, измельчение ее и окончательную очистку измельченной реакционной массы от летучих примесей путем высокотемпературной вакуумной сепарацией или гидрометаллургической обработкой, новым является то, что предварительную очистку реакционной массы ведут до содержания хлорида магния 5-12% а измельчение реакционной массы осуществляют до крупности порошковых фракций 0-12 мм, причем при окончательной ее очистке вакуумной сепарацией после измельчения реакционную массу предварительно сушат и после охлаждения аппарата сепарации производят доизмельчение спекшихся порошков до требуемой крупности, а предварительную сушку реакционной массы производят в вакууме при ступенчатом повышении температуры от 20 до 250oС.
Проведение предварительной вакуумной сепарации до содержания хлорида магния 5-12% позволяет получить реакционную массу менее спекшейся, что позволяет измельчить ее до мелких порошковых фракций (0-12 мм). При содержании хлорида магния менее 5% реакционная масса плохо измельчается не только из-за снижения в ней содержания хлорида, но и из-за увеличения длительности процесса сепарации, а значит и более сильного спекания реакционной массы. При содержании хлорида магния выше 12% в реакционной массе повышается содержание металлического магния, что затрудняет ее измельчение, а кроме того интенсивнее протекает гидролиз кристаллогидратов хлористого магния при нагреве реакционной массы.
При проведении процесса окончательной очистки высокотемпературной вакуумной сепарацией ступенчатый нагрев реакционной массы в пределах 20-250o при постоянном ее вакуумировании позволяют улучшить качество получаемых порошков.
Получаемые после окончательной очистки вакуумной сепарацией спекшиеся порошки подвергают доизмельчению до крупности по требованию потребителя.
Пример.
В разогретую до 850oС, герметично закрытую крышкой, реторту-реактор загрузили расплавленный металлический магний, качество которого соответствовало СТП 05-01-91-82, в количестве 2250 кг и по заданному режиму осуществили подачу 5200 кг четыреххлористого титана (СТП 05-01-243-89) с таким расчетом, чтобы коэффициент использования магния составил 58% Образующийся в процессе восстановления хлористый магний сливали по принятому в технологии графику. После процесса восстановления в реторте-реакторе осталось 850 кг недоиспользованного металлического магния и около 250 кг неслитого хлористого магния, который не может быть слит полностью из-за губчатого строения реакционной массы.
После окончания процесса восстановления аппарат восстановления перемонтировали в аппарат сепарации и провели предварительную вакуумную сепарацию при температуре 850-1020oС. Процесс закончили при резком падении давления в аппарате сепарации и величины потребляемой на разогрев аппарата мощности, что свидетельствует об окончании отгонки металлического магния. Длительность процесса сепарации составила 27% от длительности полного технологического цикла. После охлаждения блок реакционной массы извлекли из реторты-реактора и отобрали 6 проб с поверхности и из центра блока для определения в ней остаточного содержания металлического и хлористого магния. В среднем оно составило 0,4 и 9,2% соответственно. Реакционную массу измельчили до крупности 0-12 мм загрузили в аппарат сепарации и вакуумировали при 20 и 250oС до достижения 50-200 мкм и последующей выдержкой при каждой температуре 10 и 12 часов соответственно. Высокотемпературную выдержку осуществляли при 980-1000oС в течение 30 часов. После охлаждения спеченный продукт размололи и рассеяли на фракции требуемой крупности. Качественные и гранулометрические характеристики титанового порошка представлены в табл.1. ТТТ1
Claims (3)
1. Способ получения титанового порошка, включающий магниетермическое восстановление хлоридов титана, предварительную очистку полученной реакционной массы высокотемпературной вакуумной сепарацией, измельчение ее и окончательную очистку измельченной реакционной массы от летучих примесей путем высокотемпературной вакуумной сепарацией, или гидрометаллургической обработкой, отличающийся тем, что предварительную очистку реакционной массы ведут до содержания хлорида магния 5-12% а измельчение реакционной массы осуществляют до крупности порошковых фракций 0-12 мм.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при окончательной очистке вакуумной сепарацией после измельчения реакционную массу предварительно сушат и после охлаждения производят доизмельчение спекшихся порошков до требуемой крупности.
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что предварительную сушку реакционной массы производят в вакууме при ступенчатом повышении температуры от 20 до 250oС.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94037978A RU2061585C1 (ru) | 1994-10-10 | 1994-10-10 | Способ получения титанового порошка |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94037978A RU2061585C1 (ru) | 1994-10-10 | 1994-10-10 | Способ получения титанового порошка |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2061585C1 true RU2061585C1 (ru) | 1996-06-10 |
| RU94037978A RU94037978A (ru) | 1997-02-27 |
Family
ID=20161516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94037978A RU2061585C1 (ru) | 1994-10-10 | 1994-10-10 | Способ получения титанового порошка |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2061585C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2353686C1 (ru) * | 2007-11-09 | 2009-04-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ переработки титановой губки |
| CN101628337B (zh) * | 2009-08-06 | 2011-05-11 | 昆明理工大学 | 一种用镁还原二氧化钛制取金属钛粉的方法 |
| RU2466198C1 (ru) * | 2011-06-14 | 2012-11-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ получения губчатого титана |
-
1994
- 1994-10-10 RU RU94037978A patent/RU2061585C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент США N 3072347, кл. 241-3, опублик. 1963. Патент США N 2794370, кл. 414-118, опублик. 1961. Устинов B.C. и др. Порошковая металлургия титана. - М.:Металлургия, 1981, с.10-13. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2353686C1 (ru) * | 2007-11-09 | 2009-04-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ переработки титановой губки |
| CN101628337B (zh) * | 2009-08-06 | 2011-05-11 | 昆明理工大学 | 一种用镁还原二氧化钛制取金属钛粉的方法 |
| RU2466198C1 (ru) * | 2011-06-14 | 2012-11-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ получения губчатого титана |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94037978A (ru) | 1997-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7585486B2 (en) | Production of high-purity niobium monoxide and capacitor production therefrom | |
| US4379777A (en) | Purification of metallurgical grade silicon | |
| CN101758241B (zh) | 一种亚微米级钼粉的制备方法 | |
| JPS5925003B2 (ja) | チタンを主体とする焼結性合金粉末の製造法 | |
| CN114890443A (zh) | 一种含锂废料高值利用的系统工艺方法 | |
| AU2020103465A4 (en) | Method for preparing high-purity spherical ruthenium powder by microwave one-step method | |
| CN112676302A (zh) | 一种从三元锂电池分选电池极粉的方法 | |
| CN111187924A (zh) | 一种含锂物料连续炼锂装置及方法 | |
| WO2017190393A1 (zh) | 一种以钛铁复合矿为原料提取铁、钛的方法及过滤设备 | |
| RU2061585C1 (ru) | Способ получения титанового порошка | |
| KR102596829B1 (ko) | 폐 실리콘 슬러지를 이용한 실리콘 분말의 제조방법 | |
| JPS60235716A (ja) | 多孔質ホウ素あるいはホウ化物製品の製造方法 | |
| CN118905232B (zh) | 利用炉渣制备还原性铁粉的方法 | |
| CN115304094A (zh) | 一种二氧化碳连续制备纳米氧化锌材料的方法 | |
| CN120398543A (zh) | 一种高温气冷堆核燃料元件用天然石墨粉及其制备方法 | |
| CN102190300A (zh) | 一种煤矸石综合利用方法 | |
| US2848313A (en) | Method of chemically disintegrating and pulverizing solid material | |
| JP2015160780A (ja) | 酸化ニッケルの製造方法および得られる酸化ニッケル微粉末 | |
| CN112403394A (zh) | 一种环保型人造金刚石生产工艺 | |
| CN112652767A (zh) | 一种锂离子电池的软炭负极材料的制备方法 | |
| CN113089028A (zh) | 一种以铝合金再生灰为原料生产铝合金的方法 | |
| CN113955812B (zh) | 一种三元正极材料粉碎收尘料的回收处理方法 | |
| CN107419122A (zh) | 一种硬质合金磨屑资源化高质高效回收方法 | |
| CN117819503B (zh) | 一种高效制备超细粉无水磷酸铁的方法及设备 | |
| CN119287164B (zh) | 一种从面壳料与大修渣中提锂并联产钢厂化渣剂的方法 |