Получение титаносодержащей шихты

Получение титаносодержащей шихты
Цех 37

Корпорация ВСМПО-АВИСМА – крупнейший в мире производитель титановых сплавов и изделий из титана. На нашем предприятии титан извлекается, в основном, из ильменитовой руды магнийтермическим способом. Но об этом позже.

Сначала где-то далеко, в Мозамбике, Украине, Казахстане, Индии или в Амурской области России для АВИСМЫ добывают ильменит. Самым простым способом: берут экскаватор и копают. Нагружают грузовики ильменитовой рудой, которую те везут… Нет, не в Березники, а на обогатительную фабрику. Ведь в добытой руде содержание титана всего 5-6%. Это ж сколько придётся ненужного в такую даль везти! Поэтому руду измельчают и обогащают – убирают из неё как можно больше примесей флотационным способом или методом магнитной сепарации (вот где пригодилась «немагнитность» титана). Так получают ильменитовый концентрат с содержанием оксида титана 53-58%. А вот теперь на больших кораблях-сухогрузах и по железной дороге концентрат отправляют на Урал – к нам, в Березники. Вот теперь за титан берутся наши специалисты.

Напомним химическую формулу ильменита: FeTiO3. Если нам нужен чистый титан, то настало время избавиться от примесей. Для начала титан нужно освободить от железа. Этот процесс происходит в плавильном цехе. Именно там находится рудно-термическая печь. Она совсем не похожа на сказочную. Дровами и углём её не топят, печь электрическая, да и размеры, прямо скажем, у неё немаленькие. Если посчитать вместе с трубой – 34 метра – это целый 11-этажный дом. А по процессам, протекающим в печи, её можно сравнить с огромной кастрюлей, в которой варится каша из ильменитового концентрата и угля-антрацита. Уголь добавляют не просто так. Благодаря ему железо «отрывается» от титана, образуя попутный металл. А сверху, как пена на молочной каше, появляется титановый шлак.

Здесь главное не запутаться. Привычно считать, что шлак – это что-то ненужное, отход производства, от него избавляются при любом удобном случае. Сейчас очень модно из человеческого организма шлаки выводить… У нас всё наоборот. В титановом производстве шлак – самый ценный продукт плавки, именно ради этой «пенки» перерабатывают тонны порошковой шихты (то, что загружают в печь – смесь концентрата и угля). Именно шлак содержит титан.

Но вернёмся в цех. Процесс плавки продолжается: расплав в печи хорошенько отстаивают. Попутный металл содержит железо и углерод. Он более плотный и тяжёлый, оседает на дно «кастрюли», а шлак остаётся на поверхности. После того, как продукты полностью разделились, расплавленный металл сливают в специальные корытца-изложницы, расположенные каскадом (ступеньками сверху вниз).

Это уже не мирная варка каши. Это извержение вулкана. Из него, раскаляя воздух, вытекает лава, во все стороны летят огненные искры. На расплавленный металл невозможно смотреть – только через затемнённые стёкла, иначе можно ослепнуть. К огненному водопаду невозможно подойти – от высокой температуры и раскалённых искр спасают только специальные костюмы из огнестойких материалов.

Разделение попутного металла и шлака происходит уже в первой изложнице. Тяжелый металл опускается на дно и далее, через нижний жёлоб, сливается в песчаные формы, где охлаждается в течение 3 часов. Остывшие слитки, близкие по составу к чугуну, отправляют на склад, а потом потребителям. Наш попутный металл используют на металлургических заводах так же, как металлолом.

Титановый шлак остывает дольше, 6 часов. Содержание оксида титана в нём 80-90%. Но нам по-прежнему нужен чистый титан, а для этого шлак пора подготовить для будущих превращений. Его измельчают вместе с обычной солью (NaCl) и затем смешивают с углём. Эти компоненты будут очень полезны на стадии хлорирования.

Измельчение происходит в шаровых мельницах. Это такие большие вращающиеся барабаны, внутри которых перекатываются стальные шары. Простая сталь здесь не подойдёт, нужна специальная. Ведь разбиваем не какой-то там шлак, а титановый! Перемалывание идёт до тех пор, пока размер частиц не будет примерно 1/5 миллиметра. Мелкий такой порошок. Называется он титаносодержащая шихта.

Из плавильного цеха готовую титаносодержащую шихту отправляют в химико-металлургический цех.

О дальнейших превращениях титана читайте в главе «Получение тетрахлорида титана».

Получение титаносодержащей шихты
Силосы для хранения титанового сырья

Получение титаносодержащей шихты
Цех 37. Выпуск шлака из печи РТП

Получение титаносодержащей шихты
Цех 37. Выпуск шлака из печи

Получение титаносодержащей шихты
Цех 37. Изложницы со шлаком