Производство металлических конструкционных материалов. Казармщиков И.Т. - 88 стр.

плавят в смеси с древесным углём и антрацитом в электропечах, где оксиды
железа и часть титана восстанавливаются по реакции:
                      3(FeO ⋅ TiO 2 ) + 4C = 3Fe + Ti 3 O 5 + 4CO
     Восстановленное железо науглероживается, образуя чугун, который соби-
рается на дне ванны печи, отделяясь от остальной массы шлака вследствие раз-
личия их удельных весов. Чугун и шлак разливают отдельно в изложницы. По-
лученный титановый шлак содержит 80 – 90% TiO2.
     Производство четырёххлористого титана. Для получения металличес-
кого титана используют хлорид титана, полученный путём хлорирования тита-
нового шлака. Для этого титановый шлак измельчают, смешивают с углем и
каменноугольным пеком, так как процесс хлорирования может проходить успе-
шно только в присутствии восстановителя, и брикетируют при нагреве до 800 °С
без доступа воздуха. Полученные брикеты подвергают хлорированию в
специальных печах. В нижней части печи располагается угольная насадка,
нагревающаяся при пропускании через неё электрического тока. В печь подают
брикеты титанового шлака, а через фурмы – хлор.
     При температуре 800 – 1250 °С в присутствии углерода образуются четы-
реххлористый титан по реакции:
                      TiO 2 + 2C + 2Cl 2 = TiCl 4 + 2CO
      В качестве побочных продуктов получаются также хлориды других метал-
лов ( FeCl 2 , MnCl 2 , CrCl 3 CaCl 2 и др.).
      Благодаря различию температур кипения образующихся хлоридов,
четыреххлористый титан отделяется и очищается от остальных хлоридов методом
ректификации в специальных установках.
      Восстановление четыреххлористого титана магнием. Восстановление
осуществляется в специальных реакторах при температуре 950 – 1000 °С. В
реактор загружают чушковый магний и после откачки воздуха и заполнения
полоти реактора аргоном внутрь его подают парообразный четыреххлористый
титан. Процесс восстановления титана идёт по реакции:
                      TiCl 4 + 2Mg = Ti + 2MgCl 2

     Металлический титан оседает на стенках, образуя губчатую массу, а
хлористый магний в виде расплава выпускают через лётку реактора. В результате
восстановления образуется реакционная масса, представляющая собой губку
титана, пропитанную магнием и хлористым магнием, содержание которых
достигает 35 – 40%.
     Вакуумная сепарация реакционной массы. Сепарацию проводят с целью
отделения титановой губки от магния и хлористого магния. Процесс отделения
состоит в том, что реакционную массу нагревают до 900 – 950 °С в герметичном
устройстве электронагревательной печи, в котором создаётся вакуум. При этом
часть хлористого магния удаляется в жидком виде, а остальная часть хлористого
магния и магний испаряются. Титановая губка после очистки направляется на
плавку.