Влияние химического и гранулометрического состава кварц-лейкоксенового концентрата на его переработку в тетрахлорид титана в реакторах кипящего слоястатьяИсследовательская статья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Аннотация:Представлены результаты исследования хлорирования различных фракций кварц-лейкоксенового концентратаЯрегского месторождения. Выполнены комплексные взаимодополняющие работы по изучению измененияхимического и минерального состава зерен лейкоксена, происходящего в процессе их хлорирования притемпературе 850 oC и 5-кратном мольном избытке углерода. Установлено, что в условиях проведения процессапримесь кварца инертна к воздействию хлора, хлорирование алюмосиликатов протекает не полностью.Хлорирование зерен лейкоксена проходит по модели сжимающегося ядра частицы постоянного размера.В процессе хлорирования реагирующее ядро уменьшается, оставляя твердый инертный слой, которыйпреимущественно состоит из кварца. Инертный слой препятствует непосредственному контакту частицуглерода с поверхностью TiO2, расположенной внутри зерен. Реакция хлорирования TiO2 протекает черезобразование газообразных интермедиатов (предположительно атомов хлора), образующихся на поверхностиуглерода. Газовые реагенты к поверхности TiO2 внутри частиц поступают посредством их диффузии черезпоры и каналы инертного слоя кварца. Атомы хлора вступают в реакции рекомбинации, что приводит к снижениюих концентрации при прохождении через слой кварца. Достигнув поверхности реагирующего ядра внутризерен лейкоксена, атомы хлора вступают во взаимодействие с TiO2. По мере увеличения толщины слоя кварцастепень рекомбинации атомов хлора растет, скорость реакции хлорирования TiO2 снижается. При достижениикритической толщины слоя кварца, равной 55 мкм, атомы хлора практически исчезают и процесс хлорированияTiO2 останавливается. По этой причине диоксид титана во фракциях концентрата, зерна которых крупнее110 мкм, хлорируется не полностью. Переработка концентрата естественной крупности зерен позволяетдостичь извлечения титана на уровне 80 %. Измельчение зерен концентрата приводит к высоким потерям TiO2с пылевидными фракциями и не может применяться в качестве стадии подготовки концентрата к хлорированию.Для создания промышленного процесса получения тетрахлорида титана в реакторах кипящего слоя необходиморазработать способ, позволяющий повысить извлечение TiO2 из концентрата.