abramiy

Украинский титан и российские немоглики , не можем повторить !

 Украинский  стартап   :  ООО ПКФ "Велта" - горнодобывающая компания, которая занимает 2%  мирового рынка поставок титанового сырья и 35% добычи на украинском  рынке. Созданная с нуля, компания работает с американской компанией  DuPont и уже патентует собственную технологию получения металлического  титана. 

Новая  технология  выплавки  металлического титана  уже  при  обкатке технологии     обеспечивает  снижение стоимости  металла  в  4 раза  и в перспективе  ещё   более  ! 

https://nv.ua/ukraine/events/velta-poluchila-400-kg-titana-alternativnym-sposobom-po-sobstvennoy-innovacionnoy-tehnologii-50116757.html

 "  Сейчас практически весь металлический титан в мире производят по методу  Кролла. По словам генерального директора Велты Андрея Бродского, эта  технология изобретена еще 70 лет назад, когда мир еще даже не умел  пользоваться дисковыми телефонами. Соответственно она уже давно морально  и физически устарела. "Будущее титановой металлургии за порошковыми  технологиями, исключающими этап титановой губки, – уверен Андрей  Бродский. – Это понимают почти все в мире, кроме российского  "ВСМПО-Ависма", которое утверждает, что губка была, есть и будет".
 

Метод Кролла небезупречен с экологической точки зрения, но еще хуже дела  с экономикой. Если для получения 1 т алюминия требуется в среднем 17  тыс. кВт/ч электроэнергии, то затраты электроэнергии на 1 т титана  составляют 179 тыс. кВт/ч. Исследователи во многих странах как раз  бьются над тем, чтобы удешевить процессы. И как утверждают в «Велте», их  научное подразделение весьма далеко продвинулось на этом пути.  Настолько далеко, что за прошлый месяц, по словам Андрея Бродского,  получили полупромышленным способ 250 кг титанового порошка. Еще в начале  сентября компания сообщила о намерении запатентировать в США  собственный метод под названием Velta Ti Process. Он позволяет получать  популярный на рынке сплав Grade 5 в составе 90% титана, 4% ванадия и 6%  алюминия. При этом отсутствует генерация любых твердых или жидких  отходов и газовые выбросы в атмосферу.«

https://www.minprom.ua/articles/266041.html


Это   дешевая  и экологическая   альтернатива  классическому  хлор-магниевому  методу  Кролля   для  получения титана  !      

Что это собственно    такое  ?

Новый  способ  получения титана  или     Compact Titanium Production Process (CTPP )  он-же  Velta Ti Process ( по  рассказам знающих  людей   из    МИСиС )  :: 

Сперва  производится  плавка  титановой  руды на  штейн  .

Титановый   штейн  получают при   плавке  титановой руды (  концентрат   Ильменита (титанистый железняк) )    с  коксом (  или лучше  с  древесным углём  или  торфяным  коксом  ) и пиритом  в отражательной   регенеративной  печи  или электропечи  при температуре  примерно  1500С .

В   результате  получается  продукт  (титановый штейн  )  содержащий  до  45%   титана   в виде  сульфидов   TiS, Ti2S3, TiS2  и  до  20% железа  ,  как  в виде  науглероженного  металла  ,так и комплексного  TiFeS2 и до   30%  S и до  3%  углерода  , при увеличении-же   избытка  серы  ,почти   весь  титан находится  в виде  TiS2 ,что  собственно  достигалось  вдуванием  в  расплав  порошка  серы  в токе  генераторного газа  или    вдуванием  сероуглерода .

Полученный  титановый  штейн   размалывают в тонкий   порошок  в шаровой  мельнице ( менее чем  180 (6 )   зерна   ) и   подвергают например   магнитной сепарации для удаления  железа   , после   магнитной  сепарации   в  обогащенном штейне  поручается  менее  чем  2-3%  железа  и менее  чем  0.2% углерода  , тоже  возможно  получить  и  флотацией  .

Раньше  титановый  штейн  иногда  использовали  только  как  сырье  для  получения титана  по Кроллю ,  т.е.   хлорировали  сульфид  титана хлором и получали  хлористый титан  , который   восстанавливали  до  титана  магнием  .     

Титановый  штейн очищенный от железа  и шлака    можно  восстановить до  металла самыми   разными  способами  , например  сплавив  сульфид титана  с магнием  , натрием  или  кальцием или  металлическим  марганцем .  

Сплавление  сульфидов  титана  с магнием  с  двойным-тройным     количеством  флюса  из  эвтектической смеси  хлористого  кальция  ,  хлористого   калия и соли   под  атмосферой  аргона в    электропечи   - приводит  к получению  титановой  губки  и  шлака  из смеси  сульфида  магния  и хлористых  солей .

Реакция  восстановления  титана  из его  сульфида  магнием  идёт  с выделением  немалого  количества энергии  , но  её недостаточно  для  плавления  титана  , но  вот для  растворения  шлака  сульфида  магния  во флюсе  -этого и  +  внешний  подогрев  -  достаточно .

  Большую часть   шлака из   сульфидов  и  хлоридов    просто  сливают  .              

Реакционную массу  размалывают  и получают  смесь порошка  чернового титана  и остатков   шлака из   сульфидов  и  хлоридов  .

Флотацией отделяют  остаток   шлака  и флюса    от  порошка  чернового титана  . 

Затем    всё  обрабатывают в автоклаве    подкисленной горячей  водой  для  удаления  остатков  солей  , затем    обрабатывают  соляной  кислотой для окончательного  удаления  сульфида магния  и оксида  магния    и получают  сероводород  ,раствор  солей  и   порошка  чернового титана .

Порошок этот    уже  можно  переплавлять ! 

Для этого  из порошка  прессуют  электроды  для   ЭШП .  

    Но тут было  предложено  получить   титан  электролизом из  сульфида  .
Сульфиды  титана  весьма  тугоплавки  и в  расплавах   химически активны .
Прямой  электролиз  сульфидов  титана  сложен  .

Зато вот  реализуем  электролиз  раствора  сульфидов  титана в расплавах  солей  .

Сульфиды   титана  в количестве   до 4-6  %    растворяются  в эвтектической  смеси   солей  ,например  в смеси  магния хлорида , кальция  хлорида  .натрия  хлорида  , калия хлорида  и криолита     ,так-же  в эвтектический  смеси   плавикового  шпата   и   магния хлорида , кальция  хлорида  .натрия  хлорида  , калия хлорида .


Фтористых  солей  не более  30% и не менее  15% .
Магния   хлорид не очень-то  желателен ,ибо из него  получается  при  электролизе   сульфид  магния  ,выпадающий в шлам  и дающий  выбросы   хлора .
Собственно состав   эвтектической  смеси  солей  и  температура  зависят  от  того  какие именно    сульфиды  титана   преобладают в штейне .


Температура  плавления  эвтектической  смеси  солей  минимально  получается  700-750 С  ,максимально  800-900С  .

   В      эвтектической  смеси  солей   растворяется   далеко  не  весь   черновой  сульфид титана    -  окись  титана  ,  соединения  железа  ,  углеродистые  остатки   - по большей  части  выпадают из  расплава в шлам на дне   электролизёра  .

Электролизёр  много-анодный  низкого  напряжения   . разность потенциалов минимально  1..2-1.5 вольта ,при потенциале   разложения  сульфидов  титана  0.9 вольта   ,но  наибольшая  плотность   тока достигается  при  2.5-2.7 вольта и доходит  до  0.7А/см.кв.  и при  содержании сульфидов  титана  3-4% ,криолита  10-15%  .

Катод  (минус  ) в  виде   тонкого  1-1.5мм   металлического листа    , анод (плюс )   графитовый .

Сера  выделяется  в виде  газа на  аноде  .

Но  полученный таким  образом  титан  является  сильно  неоднородным  и   сильно  хрупким  ,ибо  содержит  прежде  всего   до 0.2-0.3%   одной   только серы и не  меньше  кислорода   !

 Сера в титановых   сплавах  скорее  таки  полезна ,  японцы    при производстве деталей из   титановых  сплавов , в частности, применительно к автомобилестроению и  авиации  , для улучшения обрабатываемости  резанием  — рекомендуют вводить  в титановые  сплавы    0,16-0,22% серы и 0,46-0,86% РЗМ  ,но только  вот    не  данном случае !

Потому  его  надо  подвергнуть  прежде  всего   десульфурации   и раскислению .

Для   удаления  серы  и кислорода  ( так-же  и азота  и углерода  )  из   титана   тут   украинцами   предложено использовать электрошлаковый переплав  или  дугошлаковый   титана под  флюсами  .

Что однако  уже     используется  на  украинских  заводах    для  переплава  титановой  губки , полученной  по   традиционному  хлоридно-магниевому способу !


И это   намного   дешевле    и проще вакуумного  дугового переплава ( ВДП )  или переплава в вакуумной  электроннолучевой  печи  (ЭЛП )     , а по  качеству   металла   электрошлаковый или дугошлаковый   переплав  титана под   флюсами   не только   ничем  не  уступает ВДП или ЭЛП  , но  позволяет   производить  микро и  макро легирование  титана  при  переплаве  .

Установлено  ,что при  вакуумном дуговом  переплаве ( ВДП ) или ЭЛП  очень  сложно  ,или даже  невозможно  удалить из  титана  серу  .


Она  не  улетучивается  !

Видимо   получать  титан  электролизом сульфидов  или из   порошка  чернового титана  полученного  восстановлением  сульфидов  титана  —    кто-то  уже  пытался  ,но     так как  сера  вакуумном дуговом  переплаве  ВДП   или ЭЛП  титана  —  вообще  никак   не   удалялась  ,то это вот  дело  бросили  !

Для    электрошлакового   или дугошлакового   переплава  титана под  флюсами  ситуация  совсем   другая  и сера  удаляется  очень хорошо  .

Для     электрошлакового  или дугошлакового   переплава  титана под  флюсами ,  необходима  или  защитная  атмосфера  из  аргона  или    обеспечение   вакуума над  ванной  .   

Украинские  работы  про  дешевому  способу  получения  компактного  металлического  титана   электрошлакового  или дугошлакового   переплава   чернового  титана под  флюсами . 

Например  :

http://www.fhotm.kpi.ua/sworks/06/shevchuk_article_2011.pdf

https://patonpublishinghouse.com/sem/pdf/2012/pdfarticles/01/2.pdf

http://www.oracul.org/publications/technology/m11_02_03.htm

https://uas.su/conferences/2011/donntutrud/19/razdel19.php

Для  переплава  титана  полученного   электролизом сульфидов    был  опробован   и   электрошлаковый переплав  и  дугошлаковый переплав  ,  как    в атмосфере аргона  , так   и вакууме   .

В  качестве   флюса использовали   плавиковый  шпат  и его  смесь  с криолитом ,  так-же  и флюсы  с добавками  кальция  хлорида  и хлорида  стронция    , при этом  флюс всё время    раскисляли  металлическим кальцием  или магнием ,стронцием    , РЗЭ  .

Удалось  снизить  содержание  серы  до  0.02%   и кислорода  до  0.015% .

Оказалось  ,  что    предложенная  в Украине  технология титана  через  сульфидный  штейн  ,   электролиз  сульфидов  титана ( или восстановлением сульфидов  титана  магнием )    и      электрошлаковый или дугошлаковый    рафинирующий  переплав  - является    перспективной !


Зато  вот  по данным  Счетной  палаты  РФ    все  100%  российского  потребления    титановой  руды  покрывается  за счёт  поставок  с Украины ,  и она-же   обеспечивает поставку 82,9% металлического   титана ,потребляемого в  России !

Зато   в результате  »вставания  с колен«  и  всех  этих  вундерваффе  , аналоговнет и   прочих  побед  над  супостатом в  виртуале  и  в россиянских  »СМИ«  —   оказалось  ,что  и на   данный момент у государства де-факто  абсолютно  отсутствует  какой-либо план по импортозамещению дефицитных видов полезных  ископаемых( и там   не  только  титан  и его  руды  ) и металлического  и химического  сырья  ! 

А столько было воплей про "Титановую долину" и что Боинг 100% титана закупает из этой "титановой долин" под свердловском!

https://www.finanz.ru/novosti/birzhevyye-tovary/schetnaya-plata-soobshchila-o-kriticheskoy-zavisimosti-rossii-ot-importa-strategicheskikh-metallov-1030475881

»Россия в значительных объемах импортирует более трети стратегических  видов минерального сырья и более 60% дефицитных видов полезных  ископаемых, причем по некоторым из них зависимость от импорта -  100-процентная.  

 Об этом сообщает Счетная палата в отчете об эффективности управления государственным фондом недр в 2018-20 гг.

 За счет зарубежных поставок сырья покрывается 100% потребностей  экономики в титане, хроме, марганце и литии, а также более 87% спроса на  цирконий.

 Эти металлы относятся к категории стратегических и дефицитных, а от  поставок критически зависят базовые отрасли промышленности, включая  металлургию и ВПК.        

 Титан используется преимущественно в гражданском и военном авиастроении;  стали с высоким содержанием хрома (до 30%) используются, среди прочего,  для изготовления корпусов подводных лодок, космических двигателей.

 Литий применяется в ядерной энергетике, используется при плавке  алюминия, создании ракетного топлива, а также необходим для широкого  внедрения технологий накопления энергии. Марганец необходим для выплавки  нержавеющей и других специальных видов стали, перечисляет СП.

 Помимо этого Россия покрывает импортом почти 50% потребности в меди; две  трети - в бокситах; на 100% зависит от зарубежных поставок йода, а  также в значительных объемах закупает за рубежом плавиковый шпат (95%),  бентониты для литейного производства (89,6%), каолин (68,3%).

 Эти виды сырья «имеют широкую область применения и используются в  металлургической, химической, атомной, медицинской и прочих отраслях»,  говорится в отчете Счетной палаты.

 Ключевые страны-поставщики, от которых зависят российские предпрития, - это Украина, Казахстан, Чили, Китай, Монголия и ЮАР.

   Так, Украина в среднем за 2018-2020 годы обеспечивала поставку 82,9%  титана, 51,2% циркония и 70% каолина. На Казахстан пришлось 87%  импортируемого хрома и 73,2% импортируемой меди. 70,7% лития  импортировалось из Чили, 83,3% бокситов - из Китая, а Монголия поставила  85,2 % плавикового шпата.

 На данный момент у государства де-факто отсутствует какой-либо план по  импортозамещению дефицитных видов полезных ископаемых; более того,  наблюдается отставание от мирового уровня развития и использования  технологий обогащения и переработки сырья, отмечает Счетная палата.

 Центры компетенций, который достались стране в наследство от СССР, были  утрачены; уменьшились либо прекращены полностью производство  редкоземельных металлов (РЗМ), а также циркония и черных металлов -  марганца и хрома! 

 В условиях уже введенных санкций, ограничивающих доступ России к  современным технологиям, и потенциальных угроз новых ограничений,  «зависимость от импорта некоторых видов стратегического и дефицитного  сырья создает риски необеспечения различных отраслей российской  экономики», предупреждает Счетная палата.

 «В этой связи существует риск снижения конкурентоспособности российской  МСБ (минерально-сырьевой базы) в сравнении с ведущими сырьевыми странами  мира», - говорится в отчете.

И что это  такое  ????  

Между тем  сырьевых  минеральных  ресурсов  по большинству    вышеупомянутых  металлов  и прочего  — в РФ  достаточно !

Советский и российский  альтернативный  алюминий  - и его  печальная  судьба .  

Технология    известна с 1964 года  ,но  и по  сей день   толком  не  употребляется  !

https://cyberleninka.ru/article/v/formirovanie-syrievoy-nezavisimosti-alyuminievoy-promyshlennosti-rossii

Месторождения  альтернативных  алюминиевых   руд  по  России :  

https://cyberleninka.ru/article/n/perspektivy-importozamescheniya-v-alyuminievoy-otrasli-rossii

С своими хорошими   бокситами и  в СССР было  сильно  плохо  ,сейчас  и того  хуже  !

Между   тем  отличного   альтернативного  сырья  для  получения  алюминия (  минералов   группы силлиманита )    по  России   найдено  за  400 миллионов  тонн   в пересчете  на  чистый  металл .    

Но    силлиманит  выгодно  перерабатывать   именно  электротермией получая   готовый   алюминиевый-кремниевый сплав   и   разделять потом     компоненты   .

Но  никому  это  не  надо  ! 

И  существующий электролизный процесс Холла-Эру   и на  привозном  боксите  и на  дешевой  электроэнергии  с   ГЭС    советского  времени  —  сейчас и так даёт владельцам  (Дерипаске и Ко) 500долл и свыше прибыли с каждой тонны алюминия,и они  не видят смысла полностью менять оборудование и технологию !

      

А тут  ещё хуже  : 

« Небольшой тред про технологическую составляющую главной кормчей России - добычи нефти и газа. Казалось бы, стратегическая отрасль, которая дает аж 40,8% доходов всего федерального бюджета, должна быть прикрыта со всех сторон. Но так ли это? Сейчас будем разбираться

На самом деле ирония заключается том, что самая СТРАТЕГИЧЕСКИ ВАЖНАЯ отрасль в РФ напрямую зависит от импортного оборудования и технологий. Великий технологический рывок эпохи путинизма. Взгляните на инфографику ниже. Это доклад 2018 года.

Что из  этого  всего сделано — Да   НИЧЕГО  ! 

Помните амбициозные проекты Путина по освоению шельфа Арктики? Там нефти и газа полно. Почему только Приразломную построили и успокоились? Все просто. У РФ вообще нет технологий шельфового бурения. А норвежское, канадское и американское оборудование недоступно после 2014 года.

Да и хрен с ним с шельфом. Страшно то, что в РФ даже сухопутная добыча зависит от импортных технологий и оборудования. Обратите внимание, насколько упал прирост добычи нефти в РФ по сравнению с 2013г. Для разработки новых месторождений нужно западное оборудование, а его нет.

А вы говорите импортозамещение. Да о каком импортозамещении вообще может идти речь, если Путин и Ко за 20 лет не додумались наладить промышленное производство оборудования, от которого напрямую зависят их кошельки, да и вообще стабильность режима в целом? 

Всего доброго.»  

Error

Anonymous comments are disabled in this journal

default userpic

Your reply will be screened

Your IP address will be recorded