Los mayores dep\u00f3sitos de minerales de titanio se encuentran en EE. UU., India, Australia, Brasil, Sud\u00e1frica y Kenia.<\/p>\n
Aplicaci\u00f3n de di\u00f3xido de titanio<\/h2>\n
Como hemos dicho, el di\u00f3xido de titanio es muy utilizado en la industria. Sus mayores consumidores son:<\/p>\n
- \n
- industria de pinturas y barnices (59% del consumo total). La proporci\u00f3n media de pigmento de di\u00f3xido de titanio en pinturas es del 25%.;<\/li>\n
- industria del pl\u00e1stico (20%);<\/li>\n
- producci\u00f3n de papel (13%). El di\u00f3xido de titanio se usa como pigmento y reemplaza gradualmente al caol\u00edn.<\/li>\n<\/ul>\n
La producci\u00f3n de caucho, fibras artificiales, cosm\u00e9ticos, lin\u00f3leo, yeso y mezclas de cemento representa una parte relativamente peque\u00f1a del consumo total de di\u00f3xido de titanio.<\/p>\n
Producci\u00f3n de di\u00f3xido de titanio a partir de ilmenita<\/h2>\n
Consideramos la producci\u00f3n de di\u00f3xido de titanio a partir de ilmenita. Convencionalmente, se puede dividir en varias etapas:<\/p>\n
- \n
- descomposici\u00f3n de ilmenita con \u00e1cido sulf\u00farico;<\/li>\n
- separaci\u00f3n en soluci\u00f3n de sulfato de titanio y sedimento insoluble – sulfato ferroso;<\/li>\n
- filtraci\u00f3n, evaporaci\u00f3n, calcinaci\u00f3n del sedimento de sulfato de titanio;<\/li>\n
- recuperaci\u00f3n para obtener el producto terminado – di\u00f3xido de titanio.<\/li>\n<\/ol>\n
Primero, la ilmenita debe prepararse para reaccionar con el \u00e1cido sulf\u00farico. Para hacer esto, se seca hasta un contenido de humedad residual de no m\u00e1s del 1%, luego se tritura con molinos de bolas ineficientes, que consumen decenas y cientos de kilovatios de potencia. Despu\u00e9s de la molienda, el tama\u00f1o de part\u00edcula del concentrado de titanio no debe ser superior a 0,056 mm. Se permite una peque\u00f1a proporci\u00f3n de part\u00edculas m\u00e1s grandes: para un proceso continuo es s\u00f3lo 0.1%, y para un proceso por lotes – 2-5%.<\/p>\n
La siguiente etapa es el suministro de concentrado, que ya se encuentra pr\u00e1cticamente en estado de polvo, y \u00e1cido sulf\u00farico concentrado a reactores especiales. Es en ellos a una temperatura de 200 \u00b0 C donde se descompone la ilmenita. Los principales componentes de la ilmenita (TiO2, FeO y Fe2O3) reaccionan con el \u00e1cido sulf\u00farico. Como resultado, se forman TiOSO4, FeSO4 \u0438 Fe2(SO4)3, agua y se libera calor. Pero el calor generado a\u00fan no es suficiente para mantener la temperatura a 200 \u00b0 C, por lo que el proceso requiere un consumo de energ\u00eda adicional para calentar.<\/p>\n
Para la descomposici\u00f3n completa de la ilmenita triturada, se requiere un gran consumo de \u00e1cido sulf\u00farico. Despu\u00e9s de la descomposici\u00f3n, se obtiene una aleaci\u00f3n de sulfatos, que tarda de una a tres horas en madurar. Despu\u00e9s de maduraci\u00f3n y enfriamiento a 70 \u00b0 C, la aleaci\u00f3n de sulfato en el mismo reactor se lixivia con agua ligeramente acidificada, como resultado de lo cual los sulfatos de titanio se disuelven. El proceso de lixiviaci\u00f3n tarda varias horas.<\/p>\n
Luego, el hierro f\u00e9rrico se reduce a bivalente con la ayuda de hierro fundido y virutas de hierro, la soluci\u00f3n de sulfato de titanio se purifica de las impurezas mec\u00e1nicas, las soluciones se cristalizan y centrifugan para eliminar los restos de sulfato ferroso. Luego, se lleva a cabo la evaporaci\u00f3n al vac\u00edo y la calcinaci\u00f3n. Despu\u00e9s de enfriar, el pigmento resultante se tritura, se empaqueta en bolsas y se env\u00eda al consumidor final.<\/p>\n
Resumamos las desventajas de este enfoque para la producci\u00f3n de di\u00f3xido de titanio utilizando \u00e1cido sulf\u00farico:<\/p>\n
- \n
- multietapa y complejidad de procesos;<\/li>\n
- alto consumo de energ\u00eda;<\/li>\n
- gasto excesivo de \u00e1cido sulf\u00farico;<\/li>\n
- residuos que se generan en grandes cantidades, y algunos – peligrosos (\u00e1cido sulf\u00farico hidrol\u00edtico diluido y sulfato ferroso);<\/li>\n
- parte de la materia prima de titanio permanece sin procesar.<\/li>\n<\/ul>\n
Beneficios de los aparatos de la capa v\u00f3rtex en la producci\u00f3n de di\u00f3xido de titanio a partir de ilmenita<\/h2>\n
![\"\"](\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAAAAACH5BAEKAAEALAAAAAABAAEAAAICTAEAOw==\")
<\/a>Las desventajas enumeradas hacen relevante la b\u00fasqueda de formas de aumentar la eficiencia del proceso de producci\u00f3n de di\u00f3xido de titanio. En este sentido, proponemos considerar la posibilidad de introducir este tipo de los aparatos de la capa v\u00f3rtex (AVS)<\/strong><\/a> en l\u00edneas tecnol\u00f3gicas.<\/p>\nEl aparato de la capa v\u00f3rtex es un equipo vers\u00e1til que puede moler, agitar, activar y acelerar simult\u00e1neamente reacciones qu\u00edmicas. \u00bfC\u00f3mo se hizo posible esta versatilidad? La respuesta se puede encontrar analizando el dise\u00f1o del aparato. El aparato de la capa v\u00f3rtex incluye un inductor de un campo electromagn\u00e9tico giratorio, una c\u00e1mara de trabajo hecha de material no magn\u00e9tico, colocada dentro del inductor, y part\u00edculas ferromagn\u00e9ticas en una cantidad de varias decenas a varios cientos de piezas. El n\u00famero y la relaci\u00f3n de las dimensiones geom\u00e9tricas de las part\u00edculas ferromagn\u00e9ticas dependen del tipo de proceso tecnol\u00f3gico y pueden ser diferentes para cada proceso tecnol\u00f3gico individual.<\/p>\n
Despu\u00e9s de aplicar voltaje al devanado del inductor, se induce un campo electromagn\u00e9tico giratorio en la c\u00e1mara de trabajo, bajo la influencia del cual las part\u00edculas ferromagn\u00e9ticas comienzan a moverse y chocar entre s\u00ed y con las paredes de la c\u00e1mara de trabajo. Como resultado, la trayectoria de cada part\u00edcula se vuelve compleja y la combinaci\u00f3n de estas trayectorias forma la capa v\u00f3rtex. En la capa v\u00f3rtex, surgen una serie de fen\u00f3menos y procesos que tienen un efecto beneficioso sobre las sustancias procesadas:<\/p>\n
- \n
- impacto a un campo electromagn\u00e9tico;<\/li>\n
- impacto impacto de choque de part\u00edculas ferromagn\u00e9ticas;<\/li>\n
- altas presiones locales;<\/li>\n
- vibraciones ultras\u00f3nicas;<\/li>\n
- cavitaci\u00f3n (en medio l\u00edquido), etc..<\/li>\n<\/ul>\n
Como resultado, las sustancias que ingresan a la c\u00e1mara de trabajo de AVS se trituran, mezclan y adquieren nuevas propiedades. Y las reacciones qu\u00edmicas se aceleran decenas y cientos de veces. Dada la necesidad de moler el concentrado de ilmenita, su interacci\u00f3n qu\u00edmica con el \u00e1cido sulf\u00farico y la larga duraci\u00f3n del proceso de producci\u00f3n de di\u00f3xido de titanio, el uso de AVS parece justificado.<\/p>\n
Producci\u00f3n de di\u00f3xido de titanio usando AVS – resultados del experimento<\/h2>\n
Para el experimento se tomaron dos muestras de concentrado de ilmenita que pesaban 150 gramos cada una. La trituraci\u00f3n de estas muestras se llev\u00f3 a cabo en la c\u00e1mara de trabajo del aparato de la capa v\u00f3rtex AVS-100 durante 40 y 60 segundos, respectivamente. Despu\u00e9s del procesamiento, ambas muestras se tamizaron en un tamiz. Los resultados se muestran en la Tabla 1.<\/p>\n
Tabla 1 – Resultados de la trituraci\u00f3n del concentrado de ilmenita en el aparato de la capa v\u00f3rtex AVS-100<\/b><\/p>\n
\n\n
\n \n Muestra original, mm
\n<\/b><\/p>\n<\/td>\n\n Tamiz (celda), mm<\/b><\/p>\n<\/td>\n
\n Muestra No. 1 (tratamiento 40s),% residuo en tamiz<\/b><\/p>\n<\/td>\n
\n Muestra No. 2 (tratamiento 60s),% residuo en tamiz<\/b><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n \n 4,4<\/p>\n<\/td>\n
\n 0,2<\/p>\n<\/td>\n
\n 0,1<\/p>\n<\/td>\n
\n 0,0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n \n 30,5<\/p>\n<\/td>\n
\n 0,1<\/p>\n<\/td>\n
\n 0,4<\/p>\n<\/td>\n
\n 0,1<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n \n 63,6<\/p>\n<\/td>\n
\n 0,05<\/p>\n<\/td>\n
\n 1,9<\/p>\n<\/td>\n
\n 0,4<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n \n 1,5<\/p>\n<\/td>\n
\n Menos que 0,05<\/p>\n<\/td>\n
\n 97,6<\/p>\n<\/td>\n
\n 99,5<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n
Como puede verse en los datos obtenidos, solo cuarenta segundos de procesamiento son suficientes para una trituraci\u00f3n eficaz de la muestra.<\/p>\n
Despu\u00e9s de triturar, las muestras se descompusieron en \u00e1cido sulf\u00farico. La descomposici\u00f3n tuvo lugar a los pocos segundos del procesamiento. Despu\u00e9s de eso, sin sacar las muestras de la c\u00e1mara de trabajo del aparato, se diluyeron con agua a la concentraci\u00f3n requerida.<\/p>\n
Ventajas del aparato de la capa v\u00f3rtex en la producci\u00f3n de di\u00f3xido de titanio<\/h2>\n
El uso de AVS en el proceso de producci\u00f3n de di\u00f3xido de titanio tiene las siguientes ventajas:<\/p>\n
- \n
- combinaci\u00f3n de varios procesos que se pueden realizar en la c\u00e1mara de trabajo AVS: molienda de concentrado de ilmenita, descomposici\u00f3n con \u00e1cido sulf\u00farico, diluci\u00f3n con agua. Es decir, AVS reemplaza molinos y reactores, lo que ayuda a reducir el tama\u00f1o de la l\u00ednea de proceso y el \u00e1rea que ocupa;<\/li>\n
- aceleraci\u00f3n del proceso de obtenci\u00f3n de di\u00f3xido de titanio debido a factores intensificadores en la c\u00e1mara de trabajo del aparato. La descomposici\u00f3n de la ilmenita con \u00e1cido sulf\u00farico se produce en cuesti\u00f3n de segundos;<\/li>\n
- grandes ahorros de \u00e1cido sulf\u00farico debido a reacciones qu\u00edmicas m\u00e1s r\u00e1pidas y completas en la c\u00e1mara de trabajo del aparato;<\/li>\n
- ahorro de energ\u00eda. En comparaci\u00f3n con los molinos de bolas, AVS no consume mucha energ\u00eda (seg\u00fan el modelo – 4.5-9.5 kW);<\/li>\n
- AVS para su colocaci\u00f3n no requiere cimientos especiales y se integra f\u00e1cilmente en l\u00edneas tecnol\u00f3gicas existentes en lugar de un molino y reactores.<\/li>\n<\/ul>\n
Para obtener asesoramiento de nuestros especialistas t\u00e9cnicos sobre la introducci\u00f3n de AVS en l\u00edneas tecnol\u00f3gicas para la producci\u00f3n de di\u00f3xido de titanio, utilice los contactos de la secci\u00f3n correspondiente del sitio.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
El di\u00f3xido de titanio es un polvo blanco insoluble en agua, esencialmente un colorante blanco. Se trata de una sustancia muy interesante, en primer lugar, por la amplitud de su aplicaci\u00f3n. Por lo tanto, la producci\u00f3n de di\u00f3xido de titanio es un componente importante de la industria mundial. Producci\u00f3n mundial de di\u00f3xido de titanio ALeer m\u00e1s <\/a><\/p>\n","protected":false},"author":7,"featured_media":45051,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_bbp_topic_count":0,"_bbp_reply_count":0,"_bbp_total_topic_count":0,"_bbp_total_reply_count":0,"_bbp_voice_count":0,"_bbp_anonymous_reply_count":0,"_bbp_topic_count_hidden":0,"_bbp_reply_count_hidden":0,"_bbp_forum_subforum_count":0,"footnotes":""},"categories":[1360],"tags":[],"class_list":["post-45060","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-molienda"],"acf":[],"language":"es","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/globecore.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/45060","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/globecore.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/globecore.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/globecore.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/globecore.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=45060"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/globecore.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/45060\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/globecore.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/45051"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/globecore.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=45060"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/globecore.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=45060"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/globecore.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=45060"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
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