Титан қожын хлорлау

Жоспар


2 Титан қожын хлорлау
2.1 Хлорлау процесінің теориялық негіздері
2.2 Хлорлау процессiнiң негiзi
2.3 Қайта тотықсыздандырусыз хлорлау
2.4 Хлорлаудың микрокинетикасы
2.5 Хлорлаудың макрокинетикасы
2.6 Хлорлау процессінің техналогиясының жобасы
3 Есептеу бөлімі
Қорытынды
Қолданылған әдебиет тізімі
1 Кіріспе

Қазiргi уақытта титан – ең негiзгi құрылымдық материалдардың бiрi. 1791 жылы ағылшын химигi және минеролог Вильям Грегор минералдағы жаңа элемент менакканиттi ашып, оған «менаккин» деген атау бердi. Немiс химигi Мартин Клапрот 1795 жылы екiншi рет рутилла минералында жаңа элементтi ашып, оны әдемi «титан» деген атаумен атады. Бұл атау ежелгi грек аңызынан алынған. Екi жыл өткеннен кейiн Грегор және Клапроттың ашқан элементтерi бiрдей екенi анықталып, содан берi ол титан деп аталды. Көптеген ғалымдар титанды таза күйiнде алуға тырысты, тек 1875 жылы орыс ғалымы Д.К.Кириллов бiрiншi рет титанды азғана % қоспалармен алды. 1910 американ химигi Хантер бiрнеше грамм таза титанды, азғана қоспа құрамымен алды және де бұл құрам ары қарай өңдеуге келмейтiнiн көрсеттi. Дегенмен титан тұздары ендiгi қолданыс аясында болды. Тек 1925 жылы голланд ғалымы Ван Аркелем и де Буре жоғарғы құрамды титанды алып, оның керемет қасиеттерiн: жоғарғы пластикалылығын, берiктiлiгiн, қаттылығын, тоттықсыздану тұрақтылығын көрсеттi.
Титан – баяу еритiн металл, бiрақ көптеген металл және бейметаллдармен өзара байланыста болады. Титанның көп элементтерiмен байланыста болуы, бiр жағынан таза титанды алуға кедергi болса, басқа жағынан құрамы бойынша көптеген қоспалар алуға болады.
Титан жоғары пластикалық құрамалы материал. Жоғары технологиялық пластикасына қарай, әртүрлi әдiспен өңдеуiне байланысты, жартылай фабрикаттарды және өнiмдердi дайындауға болады. Олар плиталар, сымдар, құбырлар т.б.
Таулы қыраттарда, жер қабаттарында көптеп кездесетiн, кеңiнен тараған химиялық элементтердiң бiрi титан. Жер қабатының көп бөлiгiнде титан құрамының 80 түрiнен астам минералдары белгiлi. Титан минералының маңыздылары негiзгi құрамды 5 топқа жатады – рутилла, ильменит, перовскит, ниоботанталотитан, сфен. Осылардың iшiнде рутилла және ильменит топтары маңызды орын алады. Титанды минералдар – ильменит, рутил, сфен – шашыраңқы күйiнде барлық тип түрлерiнде кездеседi. Магматикалық және эффузиялық, метаморфиялық кешен түрлерiнде (гнейс, амфиболит, слюд), сонымен қатар тұнбалы түрлерiнде, әсiресе, сары топырақ, боксит, құм және құм қиыршықтар құрамында болады. Титан минералының бiрқатары магматогендi процесстер байланысымен қалыптасып, қортындысында бұл металлдың минералдары темiр мен оттегi және аз мөлшерде кальций және кремниймен түзеледi.
Қолданылған әдебиеттер тізімі

1. Тарасов А.В Металлургия титана.- М.: «Академкнига», 2003

2. Гарматов В.А, Гуляницкий Б.С, Крамник В.Ю, Серяков Г.В, Сучков А.Б, Хомяков П.Г Металлургия титана. Изд. «Металлургия», 1967

3. Уткин Н.И Производство цветных металов.- М.: «Интермет Инжинеринг», 2002

4. Металлургиялық сөздік

5. Васютинский Н.А Титановые шлаки.- М.: «Металлургия», Москва 1972

6. Надольский
        
        Жоспар
2 Титан қожын хлорлау
2.1 Хлорлау процесінің теориялық ... ... ... ... ... ... хлорлау
2.4 Хлорлаудың микрокинетикасы
2.5 Хлорлаудың макрокинетикасы
2.6 Хлорлау процессінің техналогиясының жобасы
3 Есептеу ... ... ... ... ... титан – ең негiзгi құрылымдық материалдардың бiрi.
1791 жылы ағылшын ... және ... ... ... ... ... менакканиттi ашып, оған «менаккин» деген атау бердi. Немiс химигi
Мартин Клапрот 1795 жылы ... рет ... ... жаңа ... оны әдемi «титан» деген атаумен атады. Бұл атау ежелгi грек аңызынан
алынған. Екi жыл өткеннен ... ... және ... ... ... ... анықталып, содан берi ол титан деп аталды. Көптеген ғалымдар
титанды таза күйiнде алуға тырысты, тек 1875 жылы орыс ... ... рет ... ... % ... алды. 1910 американ химигi Хантер
бiрнеше ... таза ... ... ... ... алды және де бұл құрам
ары қарай өңдеуге келмейтiнiн көрсеттi. ... ... ... ... аясында болды. Тек 1925 жылы голланд ғалымы Ван Аркелем и де Буре
жоғарғы құрамды ... ... оның ... ... ... ... қаттылығын, тоттықсыздану тұрақтылығын
көрсеттi.
Титан – баяу еритiн металл, бiрақ көптеген металл және бейметаллдармен
өзара байланыста болады. ... көп ... ... ... ... таза титанды алуға кедергi болса, басқа жағынан құрамы бойынша
көптеген қоспалар алуға ... ... ... ... материал. Жоғары технологиялық
пластикасына қарай, ... ... ... ... ... және ... дайындауға болады. Олар плиталар, сымдар,
құбырлар т.б.
Таулы қыраттарда, жер қабаттарында көптеп ... ... ... элементтердiң бiрi титан. Жер қабатының көп бөлiгiнде титан
құрамының 80 ... ... ... ... ... ... ... құрамды 5 топқа жатады – рутилла, ильменит, перовскит,
ниоботанталотитан, сфен. Осылардың iшiнде рутилла және ... ... орын ... ... ... – ильменит, рутил, сфен – шашыраңқы
күйiнде ... тип ... ... ... және эффузиялық,
метаморфиялық кешен түрлерiнде ... ... ... сонымен қатар
тұнбалы түрлерiнде, әсiресе, сары топырақ, боксит, құм және құм ... ... ... ... ... магматогендi процесстер
байланысымен қалыптасып, қортындысында бұл металлдың минералдары темiр мен
оттегi және аз мөлшерде кальций және ... ... ... ... ... ... ... шахталы хлораторлардап, қайнау қабаты пештерінде
немесе хлор еріткіш ... ... ... ... ... ... ... 3 зонадан тұрады:
- төменгі зона
- орталық зона
- жоғарғы зона
Төменгі ... ... ... 700°С. Бұл ... ... және оның ... болады. Хлорлаудың қалдықтары кокс,
кремниземнің аз ... жене ... ... сонымен қатар титан қожы
болады. Титан қожын көп мөлшерде магнимен ... ... ... ... ... түзіледі. Еріткіштерді сұйық күйде сақтап тұру үшін ... ... ... ... ... ... Титан қожы аз ғана
мөлшерде болса, электр тоғымен қыздырудың қажеті жоқ.
Жоғарғы зонада хлорланбаған қалдық ... ... ... ... 900-1200° қа деін жетеді. Әдетте жоғары температурада
бұл зона шахталы хоратордың өндіру процесін дәлелдейді.
Орталық зонада ... ... ... екі ... және аз
тотығымен түзіледі. Олар аносовиттің құроамында болады. Хлорлаудың биіктік
зонасы температурадан, хлор беру жылдамдығынан және ... ... ... Жоғарғы зонаның биіктігі хлорлау кезінде көбейеді, ... ... ... хлор беру ... ... ... т.б өзгеіске ұшырайды.
Негізгі хлорлау зонасының үстіңгі жағында қыздыру зонасы орналасқан.
Бұл ... ... ... түсу ... ... дейін.
Осы зонада титан қожына кіретін тотықтар активті жүреді. Нәтижемінде FeO,
MnO, CaO, MgO, Cr2O3, TiCl4 – тің ... ... екі ... ... ... төменгі бөлігінде әр түрлі қосылыстармен (оксид) байланысуы
мүмкін.
Қайнау қабатында титан қожын ... ... ... ... ... Бұл ... ... тиімді және шикіқұрам дайындау
жоғары өнімділігі артады. Қайнау қабатында ... ... де ...... ... ... көп ... сонымен қатар титан қожын өндіруде
қиыншылықтар туындауы ... Оның ... Mg мен Ca – дың көп ... ... және оның тобы ... ... қайнау қабатында хлорлауды
түйіршікті әдісін пайдаланған. ... ... ... ... ... ... ... түйіршіктер өлшемі 5-10 мм, ал
кокстау және кептіру ... 800°С. ... ... ... ... қожы ... ... үлдкен реакторларда қанағаттанарлықтай
хлорланады. Осындай әдіспен қожды хлорлауға ... егер де ... 5-43% -ке ... ... ... титан қожын хлорлау хлорды балқытуда ... ... ... ... кезінде С.П. Слояковтың жетекшілігімен ашылады.
Хлориттерді балқытуда интнсивті титанның тотығуы ... ... ... ... ... металдың да тотығуы жүреді. Балқыту температурасы 800°С
иемпературасында тұрады,
Бұл әдістің негізгі артықшылығы - ... және ... ... ... газдың TiО2 үлкен шығынға ұшырап, сонымен бірге хлориттердің көп
мөлшердегі қалдығының шығуы.
2.1 Хлорлау ... ... ... + СІ2 ... ... + у СІ2 ... + у/2О2
(1.2)
Бірінші реакция – хлорлау, ал екіншісі – ауыстыру реакциясы. Оксид аз
болып хлорланған кезде хлордың үлкен валенттігіне ... ... және 1.2 ... ... Олардың бағыты химиялық шығымның
беріктігіне және өнім реакцияларына және температураға байланысты. ... ... Кр ... Гиббс энергиясының өзгерісімен
байланысты:
ΔG°T = ΔΗ°T - S°T = - ... ΔΗ°T және S°T - ... мен ... өзгеру процессі;
Т – процесстегі абсолют температура.
(1.2) реакция үшін
мұндағы р – шығымға ұшыраған заттың және реакциядан шыққан ... ... + уСІ2 + (у/2)С х ... + ... ... + уСІ2 + уСО2 х ... + уСО2 ... – (1.4) ... ... ... мен көміртегінің өзара
байланысына қарай және температураға ... ... ... ... ... 800°С – та жүреді және СО2 түзіледі.
Термодинамикалық ықтималдық реакцияларынан титан шикізатының ... ... ... ... ... болады:
СаО > МnO > FeO > V2O3 > MgO c > Al2O3 > TiO2 > ZnO2 > Cr2O3 > SiO2 ... ... ... ... титан диоксиді, TiO2 – ге
дейінгі оксидтер толығымен хлорланады. Цирконий оксиді, хром және ... ... ғана ... Бұл заңдылық хлорлауда да және қалпына келтіру
процессінде де дәл ... ... ... ... ... және хлор
малекуласының химиялық активтілігімен анықталады. ... ... ... ... ... ... Хлор молекуласын
диссосациялау энергияның белгілі бір бөлігін жоғалтумен жүзеге асырылады.
2.2 Хлорлау процессiнiң негiзi
Титан шикiзатын ... үшiн ... ... ... бiрi – ...... ... жүйелiк элемент кестесiнде 7 топтың химиялық
элементi, кезектi номерi 17, ... ... 35,453. ... ... бұл
өткiр ерекше иiсi бар жасыл - сары екi атомды газ (Cl2). Газ ... ... ... ... 2,5 есе ... жылу ... ... Дж/(см*с*0С) 00С-та; tқай = 34,10С.
Хлорлы қышқыл оттегi мен тұз қышқылында жеңiл еридi. Сумен ... ... ... және ... ... осы ... құралған.
Газ тәрiздес хлор бейорганикалық суы жоқ ... CCI4, ... SCI4 ... ... ... Хлор ... белсендi болғандықтан,
көптеген металл және металл еместермен байланысып, ... ... ... ... көмiртек диоксидiмен тiкелей ... ... ... ... суы ... кезде темiрмен де
байланыспайды, сондықтан да ... ... ... ... ... суықта өзара әрекеттесiп, хлоридтер, гипохлоридтер
түзейдi, ал жылыту барысында – хлоридтер және хлоратор ... ... ... (4%Н) ... хлор ... ... жарылу қаупiн төндiру
мүмкiн. Аммиакпен хлор NCI3 ... ... 0,2 % NCI3 ... хлор ... ... ... ... болат цистерналарында, бөшкелерде немесе
баллондарда тұтынушыларға ... ... ... ... барысында
бiрнеше қоспалар қалыптасады, олар екiншi хлорлау агенттерi болып табылады
және хлорлау процессiне белсене араласады: хлорид ... ... ... ... тетрохлориды.
Хлорлау – жеке зат түрiнде хлороксидтер немесе хлоридтермен қосылуы,
элементтермен ... ... ... байламды iс-әрекетi.
Титан өндiрiсiнде хлорлауды ... ... ... ... ... Хлорлау реакциясының белсендiлiгi хлорланатын оксид және хлор
молекуласының химиялық белсендiлiгiмен анықталады. ... ... хлор ... ... ... оттегі және тұз қышқылында жеңіл ериді. Сумен бірге хлор
құрамының дезинфекциялау және ағарту қасиеттері осы ... ... ... хлор ... суы жоқ еріткіштермен жақсы ериді:CCl4 TiCl4
SiCl4 , SCL 4 ... ... ... көптеген металдар мен және металл ... ... ... ... ... ... ... диоксидімен
тікелей байланыса алмайды. Қалыпты жағдайға сәйкес суы болмаған кезде
темірмен де ... ... да ... болат балондарында
тасымалдайды.
Хлор сілтілермен ... ... ... хлоридтер, гипрохлоридтер
түзеді, ал жылыту барысында – хлоридтер және хлоратор түзеді. Аммиак және
сутегі (> 4% H) ... хлор ... ... ... ... төндіру
мүмкін. Аммиакпен хлор NCL3 қалыптастырып, байланысады. >2% NCL3 құрамды
сұйық хлор ... ... ... ... тотықсыздандырусыз хлорлау
Өндірісте титан қожын хлорлау көміртегінің қатысымен жүреді. Бұл
титанның екі ... өте аз ... ... түсініріледі.
TiO2 + 2Cl2 => TiCl4
Серяков деген ғалымның мәліметтері бойынша TiCl4 концентрациясы ... үшін TiO2 ... 0,05% ... 727ºС және 0,5% ... 1000 ... тотықты титанның аз тотығы қалпына келтірусіз тиімді хлорланады:
2TiO2 + 2Cl2 => TiCl4 + TiO2 (1)
2Ti2O3 + 2Cl => TiCl4 + 3TiO2 ... ... ... ... ... ... және ... әрекеттестіреді. Зеликман өзінің тобымен хлорлау процесін аз
тотығының политермиялық шарттарын зертей келе, ТіО 215±5ºС –та, ал ... – та ... ... ... Титанның екі түрлі тотығында да
хлорлау баспалдақ (сурет 1) тәріздес жүреді: (1) және(2) реакция ... ... ... анық ... 800ºС ... ТіО2 – ... басталады, ал (1) және (2) реакцияға ... ... ... ... ... ... Ті2О3 – ті ... хлорлаумен өте жақын болып
келеді.Берілген жұмыстың авторлары изотермиялық хлорлауда (550ºС), ТіО ... (1) ... ... ... ... ... осы
температурада (2) реакция және мына реакциямен
Ti2O3 + 4Cl2 => 2TiCl4 + ... 1- ... ... мен ... ... шартта хлорлау: 1- ТіО; 2-
Ті2О3; 3- титан қожы; 4- ТіО2.
Васютинский және Брежко ... ... ... хлорлау процесін
анықтайды. Зерттеу үшін титан қожының өндірістегі аносовитті түрін алған.
Оның құрамы 49% ТіО2, 1,1% ТіО, 35,7% Ті2О3 және 3,4% ҒеО. ... ... ... ... деп ... Тотықпаған титан қожын хлорлау
процесі 200 ºС – қа жуық ... және ... ... ... ... 2). Төмен температурадағы аймақтарда (200-700 ºС) аносовитті
титан ... ... ... жартысына жуығының жойылуына (темір,
магний т.б) әкеп соқтырады.
Титан қожын хлорлау жылдамдығы және қоспалардан бөлу кезеңі ... ... ... ... ... ... өзгерістер де әсерін
тигізеді. Мысалы: аносовит анатазаға және анатаз рутилға айналады.
Сурет 2- Хлормен әрекеттесу салдарынан титан қожы мен қос ... ... 1- ... қос ... 2- ... дейін тотыққан қож; 3-
анатазға дейін тотыққан қож; 4- тотықпаған қож.
2.4 Хлорлаудың микрокинетикасы
Титан қожын хлорлау ... ... аз. ... ... ... титанның екі тотығын алуды ұсынады. Бұдан титан қожы
өте күрделі және тұрақсыз, сонымен қатар, ... ... ... белгілі
кезеңдерде титанның тотығына айналуын байқауға болады.
Титанның екі тотығын көміртегінсіз хлормен хлорлау процесі 400 ºС – ... ... ... 500-600 ºС – қа ... температурада реакция
кинетикалық аймаққа өте бастайды. Температураның өсуіне ... ... ... ... ... ... ... белсенділігі
37,5 ккал/моль.
Шамамен 500-700 ºС темепратурада хлорлу процесі өткізгіш ортаға өтеді.
Температураның жоғарылауына орай, ... ... он ... азаяды.
Морозов және Стефанюк (1 – сурет) хлорлаудың кинетикасын титанның қос
тотығымен, ... ... газ ... хлормен, парциал қысымды
хлормен т.б факторларға, жылдамдықтың өзгерісіне байланысты деп қабылдаған.
Бұл шарттарда температура ... ... және ... жылдамдығы лезде
көтеріледі, температура шамамен 550 ºС (сурет 3а), ... соң ... ... ... 550 ºС хлорлау реакциясы кинетикалық ... ... ... деп ... 600 ºС – та ... ... газ
фазасына тура пропорционал (сурет 3б ). Хлорлау реакциясы ТіО2 ... ... ... қабаттың ішіне қарай енеді.
а
б
Сурет 3- Температураның (а) және 600°C-тағы хлордың (б) титан ... ... ... ... ... макрокинетикасы
Бұл титанды алудың ең көп тараған ... ... Ол – ... ... ... хлораторларда өндірісте қожды кесекшелер
түрінде салады. Қожды хлорлау жылдамдығы ... ... ... ... ... ... Олар ... кезеңдерден
тұрады:
- кесекшелердің үстіңгі қабатында хлордың диффузиялануы
- кесекшелердің тереңдігінде хлордың диффузиялануы
- газ тәріздес өнімдердің диффузиялануы хлордың титан ... ... ... ... байланысы
Титан қожының құрамындағы кесекшелерге титанның екі тотығынан басқа
темір, марганец, магний, кальций, кремний ... да ... Шарт ... ... соң бірі ... ... ... қажет
МеО + С+СІ2 = МеСІ2 + СО.
Зерттеу нәтижесі көрсетілген заңдылық титан қожының кесекшелерін
хлорлауға ... ... ... ... ... оңай
хлрланатын титанның аз тотықтары хлорланады. Сонан соң титанның екі тотығы,
ең соңынан кремнизе хлорланады.
Хлорлану зонаның тереңдігі ... ... ... қожының
бөлшектерінің жылдамдығына, хлорлану температурасына байланысты. Жақсы
кеуектерде хлорлану кесекшелері ... және ... ... ... ... барлық көлемінде жүреді.
Серяков өз қызметкерлеімен ... ... ... қос тотықты титаннан, ыстан және қант шәрбәтынан дайындалды. ... 350-500 ºС – та ... ... ... ... ... зонасының ені температура өскен сайын азаяды. Стефнюк,
Зеликман және Левин 43 % ... ... ... ... 500 ºС ... ... ... көлемі шамамен 10 мм – ге артса, 960 ºС – та 2 мм ... ... ... (Сурет 4).
Хлорлау зонасының ені сонымен қатар престеуді күрделендірген сайын да
қысқарып отырған. Тәжірибеден келесі теңдікті алуға ... ... ... 43 % ... m=0.58, ал ... 22% ... ... формула титанды хлорлау кинетикасына дәл келеді.
Титанның екі тотығынан, ыстан және қант шәрбәтінан ... ... ... және ... ... ... 350-
500ºС интервалында хлорлау кинетикалық аймақтрды өтеді және келесі
теңдікпен ... – xt / x∞)=- ... Хt – ... ... ТіО2 – нің ... - ... толығымен тоқтауына дейінгі ТіО2 – ...... ... ... 4- ... ... ... кейінгі қасиеті мен құрамының
өзгеруі:
1- Ұнтақтауға біршама төзімділігі; 2- титанды алу дәрежесі; 3- күл
қалдығындағы ТіО2-нің мөлшері.
2.6 ... ... ... ... ... бар ... ... негізгі үш әдісі бар:
1) хлорлы тұздар ертіндісінде ... ... ... ... қозғалмалы қабатындағы ... ... ... қабаттағы ұсақталған немесе гранулданған шихта (қайнап тұрған
қабаттағы хлораторда).
Негізгі шикізаттың құрамына сезімтал ... ... ... ... ... ... еритін хлоридтер кальций және ... ... ... ... шихтадағы кокс көлемін көбейту
қажет.Дегенмен ерітетін хлораторда ... ... ... ... ... ... ... кварц.
Хлорлау барысында балқымада кварц ... ... ... және ... сәйкес балқу мөлшері ... ... және ... ... ... көп шығын жұмсайды.
Жоғарғы кремний құрамымен шикізат ,мысалға титанокремний концентраты,азғана
сілтілер ... ... оны ... ... ... ... ... хлорлау режимінде қолданады.Шикізаттың
өте ұсақталуы қайнау қабатында жоғарғы күлдену ... ... ... ... ... ... үшін қайнату қабатына грануляция қажет.Шахта
типті хлараторларға брикетті шихта қолданады.Ерітетін хлораторларда ... ... орын ... хлор және ... мен ... ... азаяды, ... ... өте ... ... фоеген мүлдем болмайды.
Ерітетін хлораторларда хлорлау ... ... ... құрамында шығатын газдың мөлшері 40-50%
Қозғалмалы қабат реакторында көміртек мооксиді [40-50% ... салу ... және ... ... ... ... ... салыстырғанда шығатын газ мөлшерінің құрамында
фосген көп мөлшерде түзіледі.
FeCL3 реакциясы ... ... ... шақ ... ... алады.Бұл жағдайда ... хлор ... ... құрайды.
Қазіргі уақытта барлық типтегі хлораторлардың ... бір ... ... алу ... ... ... ... реакторында өнімділікті жоғарлату 100 т тетрахлорид күйіне
өндіру техникалық қиыншылықтармен ... ...... ... хлор қабатымен қамтамасыз ету қиын.Еріту хлораторларында
өнімділікті ұзарту арқылы болады (хлорлау бөлімінің көлемін ... ... ... ... хлораторлар тиімді.Шахта
типті хлораторларда хлорлы қалдықтар көптеп түзіледі,ал еріту хлораторында
1 тонна титан тетрахлоридтен 200килограм ... ... ... ... ... ... ... пайдйнылмайды.
Хлорлау үшін шихтаны дайындау және өзіндік хлорлау. Хлорлау әдістеріне
және хлоратар типіне байланысты шихта ... ... ... ... ерітпелі хлоратарлар немесе қайнау
қабаты үшін.
- Брикеттелген шихта- қозғалмалы қабатты реактор үшін:
Титан ... ... ... бөлу типтеріндебөледі, ... ... ... кейін қождан шойын ұнтақтайтын магнит
сепараторымен бөледі.
Қалпына келтіруші ретінде нефть және лек ... ... ол да екі ... және ... ... шихтаны ұсату үшін, тоқпен ыстық ... ... бөлу ... ... және ... -500 0 С та қыздырады. Бұл
судың көмірсутекгі булануына әсер етеді.
Балқыма үшін натрий хлрдің немесе ... ... ... ... ... ... натрий хлоридтерді хлорлауға электролит
ерітілген немесе құрғақ күйінде түсіруге ... ... ... ... алдында бөлінді керек.
Ұсақталған қож, кокс және тұз хлораторларға бөлек жүктеледі, кейбір кезде
алдын- ала ... ... ... ... 100% хлормен немесе анода хлор
газымен хлорланады. хлорлаудың негізгі өнімі техникалық титан ... ... ... қалдықтар түзеледі: өнделген балқыма, құрғақ және
ерітпе күйінтер, шығатын газдар. ... ... ... ... ... KCI, MgC
Араластыру
Бөлу
Хлорлау ... ... ... ... ... 5- Ерітпелі хлораторда титан қожын хлорлауының технологиялық
жобасы
Кокс
Титан қожы
Ұсақтау
Ұсақтау
Магнитті сепаратция
Мөлшерлеу
Араластыру, кептіру
Брикетте
Кептіру және
Хлорлау
Хлор
TiCI4
Қақтар ... ... 6- ... ... ... ... ... технологиялық
жобасы
3 Есептеу бөлімі
Титан қожын хлорлау өнімділігі : 110 000 т/ж . ... : ТіО2 ... ... -3,1%, FeO-4%, SiO2 -2,5%, V2O5 -3,1% ... ... ... ТіСl4.
2.1 Процесс барысында жұмсалатын кокс, анодты хлор газының, электролит
және хлорланғаннан кейін ... өнім ... ... ... ... ... % ( ... бойынша): 95 С; 3,52 ұшқындар, 2,5 күл; 0,5 ... СН4 ... хлор ... % ... бойынша): 90 Сl2; 7,7 N2; 2,3 O2;
Электролит, % (масса бойынша): 76,4 KCl; 15,6 NaCl 5,8 MgCl2; 0,02
MgO; 0,2 басқалары.
Шихта ... ... ... %: 98 ТіО2 және V2O5; 95 Al2O3; ... MgO, FeO ... 75 % FeCl3 және 25% ... жүреді. Хлордың жұмсалуы 100%.
Кокстың шығыны: бу-газ қоспасы арқылы 7%, балқымамен 8%.
Құйылатын электролиттің мөлшері ... ... 15%-ын ... ... ... шығыны 2,0 %. Балқымаға электролит құрамындағы элементтер
және процесс барысында қалыптасқан хлоридтер %: 97 MgCl2, және 45 FeCl2; ... CO : CO2 = ... ... шлак ... 15% ... . Титан жоғалымы
2%
(ТіО2) түрінде шлак құрамына жәнеде балқыма ... ... .1,5 ... қоспасына өтеді . Балқымаға хлоридтер электролит ... ... ... % ... ... %97 MgCl2 , 45 FeCl2 ,5
FeCl3 ,93 KCl, 97 NaCl ... ... ... ... , SiO2 , ... ... электролитттер біраз бөлігі , кокс , оттегі ... ... ... булы- газ қоспасына өтеді.
Есептеу 1000 кг деп алынған
Кесте 1- қож ... |ТіО2 |SiO2 |Al2O3 |FeO |V2O5 |
|% ... |87,3 |2,5 |3,1 |4 |3,1 ... | | | | | ... ... |873 |25 |31 |40 |31 ... |98 |85 |85 |99 |99 ... | | | | | ... кг |855,5 |21,25 |26,35 |39,6 |30,69 ... |17,5 |3,75 |4,65 |0,4 |0,31 ... | | | | | ... ... 97,206 ... ... 973,39 кг. Хлорланбайтын: 27,94 кг
Хлорлау процесі барысында келесі процестер жүреді:
|TiO2+ C +2Cl2=TiCl4+CO2; ... ... + C +2Cl2= ... ; ... ... ... 3CO2 ; ... ... ... ... ... ... 3C+6Cl2=4VOCl3+3CO2 ; ... ... ... ... ... |
| ... ... жүру барысында кокстың, анодты хлор газының, жұмсалатын
электролиттің және өнім мөлшерін анықтаймыз;
(ХХІ) реакциясы бойынша:
ТіО2 С ... ... 12 ... ... а ... ... а=128,4 кг С; ... кг С; ... кг ... г=471,1 кг ... осы жолмен қалған реакциялардың шығынданатын және туындайтын
байланыстар мөлшерлерін анықтаймыз.
(ХХІІ) бойынша: 4,25 С, 50,29 кг С12, 60 кг SiCl4; 15,5 кг ... ... 4,65кг С, 54,9 кг С12, 68,9 кг AlCl3 ; 17,08 кг ... ... 0,94 кг С, 11,1 кг С12, 19,9 кг FeCl; 3,4кг ... ... 0,9 кг С, 5,5 кг С12, 9,8 кг FeCl2; 2,1кг ... бойынша: 30,3кг С, 35,8 кг С12, 58,4кг VOCl3 ; 11,4кг СО2.
(ХХVІІ) бойынша: 1,8кг С, 16,6 кг С12, 25,4кг FeCl3 ; 4,3 кг ... ... 0,9 кг С, 16,6 кг С12, 25,4 кг FeCl3; 3,4кг ... 2- ... ... есептемесі
| Реакция | ... ... кг |
| |кг | |
| | ... |С |С12 ... |СО2 |
| TiO2+ C +2Cl2 |855,5 |128,4 |1520,4 |2033,2 |471,1 ... + C +2Cl2 |21,75 |4,25 |50,29 |60 |15,5 |
| |26,35 |4,65 |54,9 |68,9 |17,08 ... 3C+6Cl2 |30,69 |3,03 |35,8 |58,4 |11,14 |
| |11,3 |0,94 |11,1 |19,9 |3,4 ... 3C+6Cl2 |5,6 |0,9 |5,5 |9,8 |2,1 ... |11,3 |1,8 |16,6 |25,49 |4,3 ... |11,3 |0,9 |16,6 |25,4 |3,4 ... | | | | | ... | | | | | ... |973 |144,4 |1711,19 |2301 |528,12 ... ... ... ... ... ... ... СО2 тотықсыздануы СО-дан бұрын жүреді. СО2-нің
тотықсызданатын, қалыптасатын СО мөлшерін ... ... ... ... ... ... СО ... у-тотықсызданатын СО2 мөлшері, z-
тотықсыздану реакциясына жұмсалатын С мөлшері, кг.
(528,12-у)/х=95/5; x=56y/44;
528,12/ 1,27у-0,7=19
415,8=19,7у
y= 21,1 кг СО2, x=26,7 кг СО;
z=26,7*12/56=5,7 кг ... ... ... мөлшері: 528,12-21,1=507,2 кг. Хлорлауға
қажет көміртегінің жалпы мөлшері:
5,7+144,4=150,1 кг.
Қож құрамындағы күкірттің жануында 2 кг О2 жұмсалып және 4 кг SO2
қалыптасады. (ХL) ... ... ... ... 1711,19*23/90=43,7кг О2, 1711,19*7,7/90=146,4 кг N2
енгізіледі. 1000 кг қожды хлорлауға қажет хлор газының мөлшері:
1711,19+43,7+146,4=190,129 кг О2, Газ-бу қоспасына ... ... кг. ... ... ... коксымен әрекеттесетін мөлшері:
43,7-4,37=39,33 кг.
1000 кг қожға 150 кг ... ... оның ... ... КС1; ... NaCl; ... ... басқалары.
Күйдірілген кокстың шығынын есептеу; хлорлау реакциясына қажетті кокстың
мөлшері 144,4/0,95=152 кг. Оның ... ... ... кг; ... кг; күл ... кг; ұшқындар .
Күкірт хлор газының құрамындағы көміртегімен реакцияға түсіп ... ... ... 32 ... а ... а=0,76кг О2; б=1,52 кг SO2.
Ұшпалы кокс (СН4) хлор газының көміртегісімен әрекеттесе түзетін ... СН4 O2 СО2 ... 64 44 ... а б ... кг О2; б=8,36 СО2; в=6,84 кг ... хлор ... ... енгізілген күйдірулі кокспен әрекеттеседі 39,33-
(0,76+12,16+2) =24,41 кг.
Жану кезінде 100 кг кокс жану ... ... ... ... ... 0,5 кг О2; 1 кг ... бойынша: 2кг О2; 0,22 кг СО2; 1,1 кг Н2О.
С+О2 ... ... және ... 253 кг О2; 348 кг ... ... ... әрекеттесуге жұмсалатын мөлшері:
0,5+2+253=255,5 кг.
Хлор газының қалып қойған көміртегісін әрекеттендіруге күйдірулі коксты:
24,41*100/255,5=9,5 кг мөлшерін аламыз.
Күлмен ... ... ... кокс ... ... кг. Күйдірулі
кокстың жалпы жұмсалатын мөлшері: 9,74+152=161,7 кг. Бұл ... 15 ... ... жұмсалады:
161,7*100/85=190,2 кг. Оның 190,2*0,07=13,3 кг-ы бу-газ қоспасының ... Ал ... ... кг-ы ... ... ... жұмсалатын күйдірмелі кокстың құрамы:
9,7*0,95=9,2 кг көміртегі; 9,7*0,02=0,194 ұшқын; ... ... ... ... С+О2 =СО2 реакциясы бойынша әрекеттеседі.
С О2 ... 32 ... 24,5 ... кг О2; 33,7 СО2 ... ... былай есептейміз :
S + O2 = SO2
S O2 ... 32 ... 0,242 ... 0,242 кг O2; 0,484 кг SO2 ... ... реакциясымен есептеледі:
СН4 4O ... 64 ... а ... кг O2 ; 0,53 кг СО2; 0,436 кг Н2О ... ... реакциялар нәтижесінде мынадай косылыстар ... ... кг ... ... ... ... : ... кг (күл); түзіледі .
2,004+4= 6,004 кг SO2 ... ... мен ... ... ... анықтаймыз. Балқыма
құрамы, кг: 873*0,005=4,36 TiO2; 29,6*0,45=13,32 FeCl2; 50,89*0,05=2,5445
FeCl3; 0,4 FeO; 4,65 Al2O3; 3,75 SiO2; 0,31 ... ... ... ... мөлшері, кг:106,6 KCl; 22,6 NaCl;
8,7 MgCl2; 4,05 басқалары.
Күйдірілген кокстың жануынан ... 3,99 кг күл және 16,1 ... кокс ... ... ... ... 169,42кг.
Су, ұшқыш күйдірілген кокстың тотықсыздануында пайда болған ... ... ... ... +Н2О= TiОCl2 +2НCl ... Н2О TiОCl2 ... 18 134,9 ... 12,71 б ... а ... TiCl4 ; б =95,2 кг TiОCl2 ; ... отетін хлоридттер мөлшері:
60 кг SiCl4 ; 68,7 кг Al2O3 ; 58,4 кг VOCl3 ; 95,2 кг TiОCl2 ... ... ... электролитке өтеді :
26,6-13,32=12,68 кг FeCl2 ... ... ... электролиттен шыққан :
114,6-106,578=8,022 КС1;
23,14-22,6=0,442 NaCl;
Гидролизденетін титан хлоридінін саналған ... кг ... ... ... : ... ... мөлшері хлорлы газбен келетін : 146,4 кг ... ... ... (гидролиз кезінде) : 51,61 кг
Кокс мөлшерінін жоғалуы : 13,3 ... ... II ; IV ... түзіледі 549,64 СО2 , 26,7 СО
түзіледі .
Сұр газ ... (SO2) : 6,004 ... ... ... ... : 4,37 кг ... булы газ қоспасы : 2993,808 ... ... , ... ... ... (IV валентті) , т/ тәул ......................100
Хлоратордын ұзындығына байланысты өнімділігі
(IV ... , ... ... тереңдігі,м......................................3
Хлоратор санын келесідей анықтаймыз.
Материалдық балансқа байланысты және күнтізбелік уақытты ... 92% , ... TiCl4: ... ... 3- ... ... материалдық балансы
|Түскені ... ... ... ... |мөлшері |
| |кг |% | |кг |% ... |1000,0 |100,0 ... ... |100,0 |
|сондағы: | | ... | | ... |873 |87,3 ... |13,095 |0,43 ... |25 |2,5 |TiCl4 |1898,9 |63,67 ... |31 |3,1 |....... |60 |2,14 ... |40 |4,0 | |68,9 |2,31 ... .... |31 |3,1 ... |0,11 |
| | | |AlCl3 |95,2 |3,28 ... | | |....... |8,022 |0,36 ... |1901,29 |100,0 | |0,442 |0,01 ... | | |MgCl2 |12,68 |0,42 ... |1711,19 |90,0 |....... |48,39 |1,61 ... |43,7 |2,3 | |6,004 |0,23 ... |146,4 |7,7 ... |1,72 |
| | | |. |13,3 |0,54 ... |190,2 |100,0 | |146,4 |4,99 ... | | ... |4,37 |0,14 ... |180,69 |95,0 |NaCl ..... |549,61 |13,48 ... |0,951 |0,5 |FeCl2 |26,7 |0,99 ... |3,8 |2,0 |....... | | ... |4,755 |2,5 | |196,424 |100,0 |
| | | |FeCl3 | | ... |150 |100,0 |....... |4,36 |2,22 ... | | | |106,0 |54,05 ... |114,6 |76,4 ... |22,6 |11,53 ... ..... |23,4 |15,6 |НCl |5,5 |2,80 ... ..... |8,7 |5,8 ... |0,4 |0,20 ... |3,3 |2,2 |N2 |13,32 |6,79 |
| | | |O2 |2,5 |1,27 |
| | | |СО2 |4,65 |2,37 |
| | | |СО |16,4 |8,21 |
| | | ... |0,43 |0,21 |
| | | ... |0,01 |
| | | |. |16,1 |8,21 |
| | | ... |3,99 |2,03 |
| | | |TiО2 |0,15 |0,07 |
| | | |КС1 | | |
| | | |NaCl | | |
| | | |MgCl2 | | |
| | | |FeO | | |
| | | |FeCl2 | | |
| | | |FeCl3 | | |
| | | |Al2O3 | | |
| | | |SiO2 | | |
| | | |MgО | | |
| | | |Fe2O3 | | |
| | | ... | | |
| | | |Күл | | |
| | | ... | | ... |3241,49 | - | ... | ... қожын ерiту үш электродты 3,5-50 МВА қуатты ... ... ... ... ... ... Бiр ... қалпына келтiру ортасы болу керек, көмiр шегенi ... ... отқа ... ... ... баяу ... ... гарниссажбен
қабырғалары қорғалынады. Шойынды летка арқылы ағызады, қож-қож леткасынан,
кей-кезде – шойынмен бiрге ... ... және ... ... көмiр газынан дайындайды.
Байланыстыратын заттармен араластырғаннан кейiн, қыздыратын араластырғышта
брикеттейдi.Брикеттер ұнтаққа қарағанда ... ... ... ... ... ... кей-кезде бiраз бөлiгiн жүктеп, қалғанын
ұньақпен толықтырады. Балқытудың мiндетi- ... бай ... ... және
шойынды өндiру.
Хлорлау процессiнде хлор қандай күйiнде болса да, ... ... ... ... ... хлор ... түзейдi.
Хлорлау процессiнiң артықшылығы өндiрiлген хлорид өнiмдерi басқаларға
қарағанда төменгi температурада ... және ... Бұл ... ... ... неғұрлым төмен температурада және
қарапайым технологиялық ... ... ... ... барысында
металлдың хлормен қышқылдануы немесе ... ... ... алмасуы
жүредi.
Хлорлау әртүрлi аппараттарда жүргiзiледi:
а) Шихтаның қозғалмайтын қабатында ... ... ... ... Сiлтiлермен ерiтiндi хлоридтер ваннасында (тұзды хлоратор); в) Шихтаның
қайнатпалы қабатында.
Титан құрамды ... ... ... ... және ... ... ... кондиционданбаған қалдықтары) хлорлау үшiн ... ... да ... және ... ... ... ... да қолданады.
Хлорлау процессiнде титанқұрамды минералдардың оксидтерi хлормен оттегiмен
байланысып, хлоридтердi түзейдi. ... ...... титанды қоспа элементтерiнен айырып, техникалық төрт ... ... ... ... Тарасов А.В Металлургия титана.- М.: «Академкнига», 2003
2. Гарматов В.А, Гуляницкий Б.С, Крамник В.Ю, Серяков Г.В, ... ... П.Г ... титана. Изд. «Металлургия», 1967
3. Уткин Н.И ... ... ... М.: ... 2002
4. Металлургиялық сөздік
5. Васютинский Н.А Титановые шлаки.- М.: ... ... ...

Пән: Тау-кен ісі
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Көлемі: 19 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 700 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Титан қожын алу цехына қысқаша мінездеме101 бет
Титан және оның қорытпалары3 бет
Титан және оның қорытпалары. магний және оның қорытпалары. мыс және оның қорытпалары. алюминий және оның қорытпалары16 бет
Титан және оның қорытпалары.Магний және оның қорытпалары6 бет
Титан және қортпалары4 бет
Титан кендытермия17 бет
"Сегнетоэлектриктер және пьезоэлектриктер туралы негізгі мағлұматтар."4 бет
XX-XXI ғасырдың суда, әуеде, жер бетінде болған ірі зілзалалары14 бет
Ауыз су және оның сапасы21 бет
Ауыл шаруашылық машиналары31 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь