تهیه روتیل مصنوعی از کنسانتره ایلمنیت کهنوج جهت استفاده از پوشش الکترود جوشکاری

هدف از اجرای این پروژه، حذف انتخابی آهن از کنسانتره ایلمنیت داخلی (کهنوج کرمان) و تولید دی اکسید تیتانیوم، موسوم به روتیل مصنوعی بوده است. این ماده که در حال حاضر از خاجر تامین می شود، بیش از 50 درصد وزن پوشش الکترودهای جوشکاری روتیلی، که یکی از مهمترین انواع الکترودهای جوشکاری است، را تشکیل می دهد، روتیل مصنوعی بدست آمده از این طریق، می تواند برای تولید تتراکلرور تیتانیوم ‏‎(ticl4)‎‏ که ماده اولیه تولید فلز تیتانیوم است نیز، مورد استفاده قرار گیرد.در این تحقیق، سه مرحله اکسیداسیون، احیا و حل کردن ‏‎(leaching)‎‏ کنسانتره ایلمنیت در مقیاس آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته و عوامل موثر در هر مرحله بهینه گردیده است.گرچه تاثیرمثبت اکسیداسیون ایلمنیت به اثبات رسیده است، اما نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان می دهد که اکسیداسیون ایلمنیت در مراحل احیا و حل کردن، بهبودی بوجود نیاورده است. شاید بتوان احیا اکسید آهن تا آهن فلزی و در درجه حرارت های بالا را مهمترین علت بی تاثیر بودن فرآیند اکسیداسیون برشمرد.مرحله احیا، مهمترین بخش فرآیند محسوب می شود. در این مرحله با استفاده از زغال چوب به عنوان ماده احیا کننده، اکسید آهن موجود در ترکیب ایلمنیت به آهن فلزی احیا می شود. محصولی که در این مرحله بدست می آید حاو آهن فلزی، ‏‎tio2‎‏ و مقداری ناخالصی می باشد.حذف آهن در مرحله حل کردن صورت می گیرد که در نتیجه آن، روتیل مصنوعی حاوی 90% ‏‎tio2‎‏ بدست خواهد آمد. این محصول علیرغم همراه داشتن مقداری ناخالصی، برای استفاده در پوشش الکترود جوشکاری مناسب می باشد.برای حذف آهن در مرحله حل کردن از محلول کلرورفریک ‏‎(fecl3, 6h2o)‎‏ به عنوان حلال استفاده شد. براساس یافته های این پژوهش در مراحل آزمایشگاهی، مرحله اکسیداسیون کلا حذف گردید و شرایط بهینه احیا به شرح زیر تعیین گردید.الف: درجه حرارت احیا: ‏‎1200 c‎‏،ب: شارژ: مخلوط ایلمنیت و پودر زغال چوب بادانه بندی 200+ و 80- مش. همچنین برای جلوگیری از اکسیداسیون مجدد در تمام طول آزمایش، شارژ با لایه ای از زغال محافظت می گردید،پ: مقدار زغال چوب: به نسبت استوکیومتری،ت: زمان احیا: 2 ساعت.با اعمال شرایط مذکور، حدود 90 درصد اکسید آهن کنسانتره به آهن فلزی احیا شد. سپس نمونه ایا دشه در محلول کلروفریک حل شد که شرایط بهینه به شرح زیر بدست آمد:الف: غلظت محلول مورد استفاده: 300 گرم گلرورفریک، متبلور در یک لیتر آب،ب: نسبت مولی کلرور فریک به آهن موجود در شارژ: 25/1،پ: درجه حرارت حل کردن: دمای محیط،ت: زمان حل کردنک 30 دقیقه.با حل کردن تحت شرایط فوق، آهن فلزی موجود در ایلمنیت احیا شده کاملا حل شد. محصولی که درنهایت بدست امد حاوی بیش از 90 درصد دی اکسید تیتانیوم همراه با مقداری ناخالصی بود.