Kakšen je princip in tehnični status rafiniranja-odstranjevanja vanadija za cevi iz titanove zlitine Gr5?

Gr5 (Ti‑6Al‑4V) titanova zlitinaponaša se z odličnimi celovitimi lastnostmi in služi kot glavni cevni substrat za sektorje vrhunske opreme. Kot legirni element lahko vanadij optimizira učinkovitost materiala. Kljub temu se med taljenjem radi tvorijo nečistoče prostega vanadija in vanadida, ki poslabšajo delovanje cevi. Zato je visokoučinkovito rafiniranje z odstranjevanjem vanadija ključnega pomena za zagotavljanje kakovosti cevi.

 

 

Cevi iz titanove zlitine Gr5 se proizvajajo z uporabo surovega titanovega tetraklorida kot surovine s kloriranjem, rafiniranjem, redukcijo, kovanjem in valjanjem. Nečistoče vanadija obstajajo predvsem v obliki VOCl₃ in VCl4, ki izvirajo iz surovega titanovega tetraklorida.

 

Razlika v vreliščih med nečistočami vanadija in TiCl₄ je le okoli 10 stopinj, s koeficientom ločevanja 1,22. Običajna rektifikacija težko doseže njihovo ločitev, zato so v industriji za odstranjevanje vanadija široko sprejete metode kemične modifikacije.

 

1. Načelo postopka

Reducirna sredstva, sredstva za kompleksiranje ali sredstva za obarjanje se dodajo za pretvorbo visokovalentnega vanadija v slabo topne oborine vanadija z visokim vreliščem. TiCl₄ se nato prečisti z ločevanjem med trdno in tekočino, da se nadzorujejo nečistoče na izvoru.

 

2. Cilj procesa

Cilj ni popolnoma odstraniti vanadij, ampak ohraniti kemično vezan vanadij, ki je potreben za zlitino, in stabilizirati skupno vsebnost vanadija znotraj 3,5 %–4,5 %. Škodljivi prosti vanadij in vanadidi se odstranijo, da se prepreči pokanje cevi ter poslabšanje trdnosti in odpornosti proti koroziji zaradi ločevanja nečistoč.

 

 

1. Odstranjevanje vanadija iz bakrene žice

Tradicionalni postopek fine obdelave, ki se uporablja za majhne serije titanovih cevi visokega razreda Gr5. Pri 80–120 stopinjah bakrene žice zmanjšajo VOCl₃ in VCl₄, da nastanejo oborine vanadija, nečistoče pa se odstranijo z ločevanjem med trdno in tekočino.

Prednosti: dobra selektivnost, visoka natančnost odstranjevanja vanadija; izdelki izpolnjujejo letalske standarde; enostavna in stabilna oprema.

Slabosti: visoki stroški potrošnega materiala, nizka proizvodna zmogljivost; stranski proizvodi nevarnih odpadkov; primeren samo za maloserijsko vojaško in vesoljsko proizvodnjo.

 

2. Odstranjevanje vanadija z mineralnim oljem

Glavni industrializirani postopek, primeren za obsežno kontinuirano proizvodnjo. Lahko mineralno olje dodamo pri 90–110 stopinjah, da zmanjšamo visokovalentni vanadij in hkrati odstranimo številne kovinske nečistoče, čemur sledi čiščenje z rektifikacijo in filtracijo.

Prednosti: nizkocenovne surovine, stalna proizvodna zmogljivost, velika zmogljivost in nizki skupni stroški.

Slabosti: Stroge zahteve za nadzor parametrov; nevarnosti ostankov olja, vodnega kamna in zamašitve cevi; široko uporabljajo veliki in srednje veliki domači proizvajalci titana.

 

3. Odstranjevanje vodikovega sulfida vanadija

Postopek redukcije v plinsko fazo, ki se uporablja za surovine in cevi iz titana srednjega do nizkega razreda. H₂S se uvaja pri 80–100 stopinjah, da se oborijo vanadij in delne kovinske nečistoče.

Prednosti: Enostavno upravljanje, hitra reakcija, majhna naložba v opremo.

Slabosti: zelo strupen in jedek H₂S, visoki stroški varstva okolja; izguba titanovih surovin, povprečna zmogljivost končnega izdelka; postopoma opuščajo na področjih višjega cenovnega razreda.

 

4. Odstranjevanje vanadija maščobne kisline

Nov postopek zmanjšanja nastajanja zelenih kompleksov. Nenasičene maščobne kisline zagotavljajo večjo aktivnost odstranjevanja vanadija. Visokovalentni vanadij se pretvori v slabo topne oborine vanadijevega kompleksa.

Prednosti: nizko onesnaževanje, brez zelo strupenih izdelkov, surovine, ki jih je mogoče reciklirati, ugodna učinkovitost odstranjevanja vanadija.

Slabosti: nezrela tehnologija, dragi reagenti, občutljivi reakcijski pogoji, nagnjenost k strjevanju; še vedno v fazi industrijskih poskusov.

 

 

1. Industrijsko tehnična pokrajina

Za domačo proizvodnjo titanovih cevi Gr5 obstaja sočasno več postopkov odstranjevanja vanadija. Veliki proizvajalci uporabljajo metodo mineralnega olja za množično proizvodnjo; metoda z bakreno žico se uporablja za vojaško usmerjene visokokakovostne izdelke za doseganje visoke čistosti; mala in srednja zasebna podjetja uporabljajo metodo vodikovega sulfida z na splošno povprečnimi rezultati. Industrializacija procesa, ki temelji na zelenih maščobnih kislinah, je še v fazi raziskav. Čezmorski vrhunski procesi se ponašajo z inteligentnim nadzorom in vrhunsko natančnostjo odstranjevanja vanadija. Nenehna optimizacija domačih procesov, ki temeljijo na mineralnem olju, zmanjšuje tehnično vrzel.

 

2. Obstoječa tehnična ozka grla

Popoln proces ni na voljo in vsaka tehnična pot ima svoje pomanjkljivosti. Trenutne tehnologije lahko samo odstranijo vanadijeve elemente, ne pa regulirajo speciacijo vanadija, kar vodi do nestabilnega delovanja cevi. Slabo pridobivanje stranskih produktov, kot je vanadijeva žlindra, povzroča velik pritisk za varstvo okolja. Mala in srednje velika podjetja se večinoma zanašajo na ročno prilagajanje parametrov, kar povzroča izrazita nihanja izdelkov med serijami.

 

3. Trendi tehničnega razvoja

Postopno opustiti proces z vodikovim sulfidom, ki zelo onesnažuje okolje, in razviti zelene redukcijske snovi, ki jih predstavljajo maščobne kisline; vzpostavitev sprotnega zaznavanja in avtomatskih zaprtozančnih krmilnih sistemov; spodbujanje pridobivanja virov stranskih proizvodov; razviti kompozitne postopke za uravnoteženje zmogljivosti množične proizvodnje in kakovosti visoke čistosti, da bi uresničili obsežno proizvodnjo vrhunskih titanovih cevi.

 

 

 

Kot neposredni proizvajalec brez posredniških stroškov je Ruihang specializiran za raziskave in razvoj, proizvodnjo in prodajo. Izdelujemo predvsem izdelke iz titana, kot so titanove plošče, listi, palice, žice, cevi, odkovki. Na voljo je celoten nabor izdelkov iz titana, vključno z razredi 1-4, razred 5, razred 7, razred 9, razred 12, razred 23 itd. Naša prodajna ekipa vam je pripravljena zagotoviti podporo po meri. Če imate potrebe po nakupu, nas kontaktirajte:Sam.Rui@bjrh-titanium.com