1 В этом процессе на 1-ой стадии проводят восстановление железа из исходного TiO 2 -содержащего материала (рутила или ильменита). При использовании ильменита процесс восстановления протекает по реакции: при t ~ до 1240 °С: FeO·TiO 2 + С = Fe + TiO 2 + СО; 3TiO 2 + С = Ti 3 O 5 + СО; при 1270–1400 °С 2Ti 3 O 5 + С = 3Ti 2 O 3 + CO; при 1400–1600 °С Ti 2 O 3 + С = 2ТiO + СО. Таким образом Fe из оксида восстанавливается до металла – получается чугун, а Ti остается в виде титанового шлака – оксидов TiO 2, Ti 2 O 3 (аносовит), ТiO или оксикарбонитрида Ti(C, О, N).

Cхема переработки ильменитового концентрата

Схема электродуговой печи для выплавки титановых шлаков 1–электроды; 2–шихта; 3–стальной кожух; 4–асбоцементный лист; 5–магнезитовая крупка; 6–магнезитовый огнеупорный кирпич; 7–летка; 8–чугун; 9–гарниссаж; 10–шлак

На 2-ой стадии проводят хлорирование титанового шлака молекулярным хлором в присутствии углерода: TiO 2 + С + 2Сl 2 = TiCl 4 + СО 2 Хлорирование проводят в солевом расплаве. Реактор для хлорирования в солевом расплаве

На 3-ей стадии осуществляют пылеулавливание и конденсацию образовавшихся хлоридов. Схема конденсации и выделения TiCl 4 1 – пылевые камеры (кулера); 2 – сборник твердых хлоридов; 3 – рукавный фильтр; 4 – оросительный конденсатор; 5 – водяной холодильник; 6 – погружной насос; 7 – холодильник, охлаждаемый рассолом

На 4-ой стадии проводят очистку TiCl 4 от примесей методом ректификации. Схема ректификационной очистки TiCl 4

На 5-ой стадии из очищенного от примесей TiCl 4 получают металлический титан в виде губки (губчатый титан). Для этого проводят восстановление TiCl 4 магнием по реакции: TiCl 4(raз) + 2Mg (ж) Ti (тв) + 2MgCl 2(ж) Температура проведения процесса 800–900 °С Нижний температурный предел восстановления ограничен температурой плавления MgCl 2, равной 714 °С, а верхний предел 975 °С. Выше этой температуры Ti взаимодействует с железом.

Схема производства губчатого Ti магниетермическим восстановлением TiCl 4

На 6-ой стадии полученную титановую губку переплавляют в слитки методом электронно-лучевой плавки.