Problém korózie v hydrometalurgii
V hydrometalurgických procesoch je zariadenie v kontakte s alkáliami, kyselinami a radom korozívnych plynov, výparov a prachu. Tradičné hliníkové zliatiny a kyselinovzdorné-nehrdzavejúce ocele nedokážu splniť potreby tohto výrobného postupu a obmedzenia brzdia rozvoj hydrometalurgie. Titánové zariadenia menia rovnicu: zlepšuje efektivitu výroby, odstraňuje bežné poruchy chodu, praskania, kvapkania a netesnosti hydrometalurgických závodov a zároveň znižuje znečistenie životného prostredia.
Dôvodom je pasívny oxidový film, ktorý sa po poškodení v oxidačnom kyslom a chloridovom médiu okamžite po poškodení zreformuje, čo umožňuje tenkostennému titánu slúžiť tam, kde ťažšie a drahšie alternatívy čoskoro zlyhajú.
Elektrolytická výroba niklu
Pri elektrolytickej výrobe niklu zariadenie kontaktuje roztoky s vysokým obsahom kyselín a aktívnych iónov. Titán poskytuje odolnosť proti korózii, vďaka čomu je ideálnym materiálom na výrobu zariadení na výrobu elektrolytického niklu.
Najjasnejším príkladom sú katódové materské dosky. V porovnaní s matnými platňami z nehrdzavejúcej ocele poskytujú matičné platne s titánovou katódou lepšie ekonomické výsledky a vynikajúci výkon: nanesená niklová koža sa nelepí na platňu a ľahko sa odlupuje, takže rýchlosť odstraňovania stúpa; počiatočný kus elektródy na titánovej základnej doske je hladký; doska má dobrú tuhosť; a prúdová hustota počas elektrolýzy je rovnomerná. Ohrievače, čerpadlá a ventily v rovnakom okruhu tiež využívajú veľké množstvo titánového materiálu.
Elektrolytická výroba medi
Katódové valce zariadení na výrobu elektrolytickej medi boli pôvodne oceľové katódové valce. Kvôli korózii elektrolytu sa na povrchu valčeka objavovali jamky, ktoré ovplyvňovali kvalitu medenej fólie a pravidelné brúsenie valčekov mrhalo ľudskou silou aj peniazmi. Titánové valčeky riešia tento problém. Navyše väčšina ohrievačov a katódových základných dosiek používaných pri výrobe elektrolytickej medi je vyrobená z titánu.
Hydrometalurgia ostatných kovov
Titánové zariadenia sa tiež používajú pri tavení kobaltu, zinku, hliníka a ortuti a pri čistení kyseliny volfrámovej. Medzi hlavné zariadenia v hutníckom priemysle patria elektrolyzéry, reaktory, pracie veže, výmenníky tepla, miešadlá, odparovacie zariadenia a zariadenia na zachytávanie prachu, pričom všetky tieto zariadenia dosiahli významné výhody v titáne.
Porovnanie životnosti služby-je pozoruhodné. Titánové čerpadlá používané na prepravu chloridu, chloridu sodného, chloridu draselného a zriedenej kyseliny chlorovodíkovej majú životnosť 5 až 20-krát dlhšiu ako liatinové čerpadlá alebo čerpadlá z nehrdzavejúcej ocele a straty kvapaliny sú znížené o tri pätiny. Titánový zásobník v chlórovacej dielni je použiteľný 3 až 4 roky, oceľový zásobník má životnosť len asi 2 mesiace.
| Vybavenie | Prečo sa používa titán | Typický prínos |
|---|---|---|
| Elektrolyzéry a články | Odolnosť voči kyselinám a chloridom pri prevádzkovej teplote | Dlhšia kampaň, menej únikov |
| Materské dosky katódy | Nelepivý, ľahko odlupujúci sa nános | Vyššia rýchlosť odizolovania, hladký štartovací list |
| Katódové valčeky | Žiadne jamky v elektrolyte | Lepšia kvalita medenej fólie, menej prebrúsenia |
| Výmenníky tepla a ohrievače | Odolnosť proti korózii s vysokým prenosom tepla | Stabilná regulácia teploty |
| Čerpadlá a ventily | Odolnosť voči chloridom a zriedeným kyselinám | Životnosť 5 až 20 krát liatina alebo nehrdzavejúca oceľ |
| Reaktory, umývacie veže, miešadlá | Chemická stabilita pri zmiešanej kyslej prevádzke | Menej porúch chodu, kvapkania a presakovania |
| Skladovacie nádrže | Odolnosť voči chloridom a kyselinám | 3 až 4 roky v chlórovaní |
Poznámky k výberu materiálu a výrobe
Komerčne čisté druhy sú štandardnou voľbou pre nádoby, dosky, rúrky a vnútorné časti. Paládium-ložisko je preferované tam, kde je médium horúce, redukčné alebo silne chloridové, a molybdénový-nikel-typ sa používa tam, kde sa vyžaduje aj vyššia pevnosť. Dosky, plechy, rúrky a tyče sú špecifikované podľa uznávaných noriem, ako napríklad ASTM B265 pre dosky, plechy a pásy, ASTM B338 pre zvárané a bezšvíkové rúry a ASTM B348 pre tyče a predvalky, pričom zodpovedajúce národné normy sú akceptované ako ekvivalenty.
O životnosti rozhoduje kvalita spracovania. Povrchy musia byť udržiavané čisté a bez kontaminácie železom z nástrojov alebo brúsenia, zváranie sa vykonáva s argónovým tienením a hotové zariadenie sa pred uvedením do prevádzky kontroluje na zachytávanie železa. Pretože titán nepotrebuje ochrannú výstelku, kontrola a čistenie pasívneho povrchu zostáva jedinou rutinnou údržbou.
Často kladené otázky
Otázka: Prečo sa v hydrometalurgii používa titán namiesto kyselinovzdornej-nehrdzavejúcej ocele?
Pretože zmiešaná alkalická, kyslá, plynová a prachová prevádzka hydrometalurgických závodov presahuje to, čo dokážu vydržať hliníkové zliatiny a kyselinovzdorné -nehrdzavejúce ocele, zatiaľ čo titán odoláva a znižuje úniky a znečistenie.
Otázka: Akú výhodu poskytujú materské dosky s titánovou katódou v elektrolytickom nikle?
Nanesená niklová koža sa nelepí a ľahko sa odlupuje, takže rýchlosť odstraňovania stúpa; štartovací list je hladký, doska je pevná a prúdová hustota je rovnomerná.
Otázka: Prečo nahradiť oceľové katódové valce titánovými valcami v elektrolytickej medi?
Útok elektrolytu poškodil oceľové valce a pokazil kvalitu medenej fólie a ich prebrúsenie spotrebovalo pracovnú silu a peniaze; titánové valce odstraňujú oba problémy.
Otázka: Ako dlho vydržia titánové pumpy?
Titánové čerpadlá na chlorid, chlorid sodný, chlorid draselný a zriedenú kyselinu chlorovodíkovú vydržia 5 až 20-krát dlhšie ako čerpadlá z liatiny alebo nehrdzavejúcej ocele, pričom straty kvapaliny sú znížené o tri pätiny.
Otázka: Ako dlho vydrží titánová skladovacia nádrž v prevádzke chlórovania?
Titánová nádrž v chloračnej dielni môže byť používaná 3 až 4 roky, zatiaľ čo oceľová nádrž vydrží len asi 2 mesiace.
Otázka: Ktoré normy sa vzťahujú na titánové metalurgické zariadenia?
Doska, plech a pás sa objednávajú podľa ASTM B265, zvárané a bezšvíkové rúry podľa ASTM B338 a tyč a predvalok podľa ASTM B348, pričom ako ekvivalenty sa používajú zodpovedajúce národné normy.
