Russian Startup Tour 2014. April, 2. Vladivostok. Participant: Titanium Dioxide.

1. Диоксид титана

2. Мировой спрос на диоксид титана
Страны - производители диоксида титана являются
и его основными потребителями*.
Структура потребления
диоксида титана в мире
Другие
регионы 9%
США 33%
Западная
Европа 33%
Азия 25%

3. Структура производства диоксида титана
крупнейшими компаниями мира
Другие компании
18%
DuPont 22%
Millennium
Inorganic Chemicals
16%
Kerr-McGee 13%
Hontsman(Tioxide)
13%
Ishihara Sangyo
Kaisha 5%
Kronos 10%
Kemira3%
В настоящее время диоксид титана производится на 53 заводах в 26
странах мира. Спрос на диоксид титана подвержен периодическим
подъемам и спадам, что связано с общемировой экономической
конъюктурой, однако в длительной перспективе прослеживается тенденция
к его росту. Мировые цены на диоксид титана держатся в диапазоне 2100 –
2800 дол/т. март 2004г.
* источник Жур. «Снабженец» №9 (410)

4. Размещение основных запасов титаносодержащих руд в
мире.
(без России)

5. Мировые запасы рутила и ильменита

6. Размещение основных титаноносных провинций и месторождений
титана России и других стран СНГ

7. Россыпные месторождении: I – ильменитовые и
лейкоксеновые, II – ильменит-рутил-цирконовые, III -
ильменит-рутил-циркон-фосфатные; 1- Иршанская группа, 2 –
Унечское, 3 – Малышевское и Волчанское, 4 – Бешпагирское,
5 – Центральное, 6 – Лукояновское, 7 – Ярегское, 8 –
Шакашское, 9 – Обуховское, 10 – Тарское, 11 – Кара-
откельское, 12 – Георгиевское, 13 – Туганское, 14 – Борисово-
Павлодарское, 15 – Тулунское, 16 – Николаевское.
Коренные месторождения: IV - апатит-ильменитовые, V –
титаномагнетит-ильменитовые; 17 – Стремигородское, 18 –
Гремяха-Вырмес, 19 – Большой Сейим, 20 – Медведевское, 21
– Кручининское, 22 – Харловское, 23 – Пудожгорское, 24 –
Мало-Тагульское, 25 - Слюдянское

8. Мировое производство титанового сырья*
70% титана добывается на россыпных месторождениях
* Источник US Gtological Suryey, MCS 2002
** При производительности рудников:
м. Центральное 4,6 млн. т. рудных песков
- м. Юго-Восточная Гремяха 2,5 млн. т. коренных руд

9. Потребление и цены на титановое сырье
Потребление титана*
•Источник: Rio TINTO. 26 сентября 2002 г.
Объемы потребления, цены на титановый пигмент и сырье для его
производства, постоянно растут и в среднем составляют примерно 5%.

10. Характерная особенность мирового рынка титана в том,
что 94 % титанового сырья используется для производства
пигментов и лишь З % используется для производства
металла. Титановые пигменты широко используются в
лакокрасочной промышленности (59 %) при производстве
пластиков (20 %), бумаги (12 %) и в других отраслях.
Анализируя существующие технологии производства
пигментов из титансодержащего сырья, следует отметить,
что сернокислотное (сульфатное) производство пигментов
экологически мало приемлемо, так как необходимо
утилизировать большие объемы получаемой гидролизной
серной кислоты (до 60 м3 на 1000 кг получаемого пигмента)
и сульфата железа (до 4 — 5 тонн на 1000 кг пигмента).
Получаемый по этой технологии пигмент по основным
показателям уступает современному хлорному способу
получения.

11. При хлорном способе производства пигментов
необходимо исходное сырье, обогащать по диоксиду титана
минимум до 75 %. Для получения такого сырья
ильменитовые концентраты подвергают электропереплаву -
это первый высокотемпературный процесс в этой технологии
получения пигментов.
Вторым высокотемпературным процессом является
хлорирование сырья с получением четыреххлористого
титана.
Третьем высокотемпературным процессом является
сжигание четыреххлористого титана в среде кислорода с
определенной концентрацией воды. При этом процессе
необходимо утилизировать или опасный газ хлор или
соляную кислоту (~ 300 кг на 1000 кг получаемого
пигмента). Хлорная технология производства пигментов в
экологическим плане весьма вредная и более затратная, чем
сернокислотная.

12. С тридцатых годов ХХ века проводятся исследования по
разработке альтернативной способов получения пигментов с
использованием фторидных реагентов. В последние годы
Дальневосточными исследователями разработаны основы
гидрофторидного безотходного способа комплексной
переработки ильменитовых концентратов водными
растворами фторида и бифторида аммония с получением,
высококачественного титанового пигмента. Температура
вскрытия ильменитового концентрата — не более 108 0С.
Фтораммонийные соли, применяемые для вскрытия
ильменитового концентрата, возвратны в технологическом
цикле. Пигмент, полученный по разработанному
гидрофторидному способу, превосходит известные мировые
марки пигмента по стабильности под действием
ультрафиолетового и электронного облучений, а по белизне,
укрывистости и маслоемкости на уровне лучших мировых
аналогов.

13. Гидрофторидный безотходный способ
переработки титансодержащего сырья

14. Схема
технологических
операций при
получении диоксида
титана и окислов
железа
фторидным способом

15. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ
ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА ТИТАНА
№
Сырье,
реагенты и
этапы
получения TiO2
Способ получения диоксида титана
Сернокислотный
способ
Хлоридный способ Фторидный способ
1 2 3 4 5
1 Исходное сырье Ильменитовый
концентрат, титановый
шлак
Природный и искусствен­
ный рутил (до 98% TiO2);
ильменит,переработанный
при высокой температуре
с получе­нием шлака (до
80% TiO2)
Ильменитовый концентрат
2 Реагент
вскрытия
сырья
H2SO4 Cl2 или расплав хлоридов Водный раствор фторида
аммония
3 Температурный
режим
Вскрытие производят
без нагрева исходного
сырья, в зимнее время
сырье нагревают до
70-80оС. (Реакционную
массу в процессе
вскрытия охлаждают)
t=1000оС t=100-108оС

16. 1 2 3 4 5
4 Выделение и
очистка
промежуточно-
го продукта
Выделение
сернокислого титана и
его очистка от примесей
производится при
температуре не выше
100оС, но это сложная
многостадийная
операция.
Очистка TiCl4 происходит
во время
высокотемпературного
хлорирования и
конденсации.
Отделение солей титана от
солей железа, происходит на
фильтрах.
5 Получение
конечного
продукта
Отжиг
гидратированного
продукта до 800-900оС с
получением TiO2.
Сжигание TiСl4 в токе
кислорода или нагрев с
парами воды.
Пирогидролиз солей титана
(до 900оС) с получением
TiO2 и пирогидролиз солей
железа (до 600оС) с
получением оксида железа.

17. 1 2 3 4 5
6 Утилизация
отходов
Основными отходами
являются гидролизная серная
кислота и железный купорос.
Количество железного
купороса зависит от состава
перерабатываемого
ильменитового концентрата.
При содержании в
концентрате 42-43% TiO2
выход железного купороса,
содержащего 90% FeSO4
·7H2O, достигает ~4 т на 1 т
TiO2.
Выделяющийся хлор после
регенерации может быть
использован в повторном
цикле, если производство
пигмента и производство
TiCl4 совмещены. (На 1 т.
TiO2 необходимо
утилизировать 300 кг HCl –
в перерасчете на 100%-ную
кислоту.)
Отходов нет. На 1 т
перерабатываемого по
данной схеме ильменита
необходимо утилизировать
~300 кг H2O .
(При пирогидролизе солей
титана и железа
выделяющийся NH3 и HF
улавливается в скруберах.
Далее они смешиваются с
аммиаком, выделившимся
при вскрытии ильменита, и
образующаяся фторидная
соль опять идет на стадию
вскрытия – реагент
возвратный в
технологическом цикле.)

18. 1 2 3 4 5
7 Получен
ие
пигментн
ого TiO2.
Полученный
диоксид титана
подвергается
измельчению.
Полученн
ый
диоксид
титана
подвергает
ся
измельчен
ию.
Полученный после пирогидролиза
диоксид титана соответствует по
дисперсности требованиям для
пигментного материала. При
необходимости получаемый TiO2
может сразу, без предварительных
операций, может подвергаться
поверхностной обработке.
8 Характер
истики
пигментн
ого TiO2
TiO2, полученный
по
сернокислотному
способу уступает
диоксиду титана,
полученному по
хлорному способу,
прежде всего, по
белизне.
- TiO2 полученный по
гидрофторидному способу,
превосходит по светостойкости
известные мировые аналоги, а по
всем остальным параметрам
соответствует мировым стандартам.

19.  Разработана гидрофторидная безотходная технология
комплексной переработки ильменитовых концентратов с
получением пигментов на основе диоксида титана и оксидов
железа.
 Применяемый для вскрытия ильменитовых концентратов
фторсодержащий реагент возвратный в технологическом
цикле.
 Вскрытие ильменитового концентрата, разделение и очистка
солей титана и железа проводится при низких температурах.
 В технологическом процессе один высокотемпературный
передел – пирогидролиз соединений титана и железа.
 Для технологического процесса не требуется оборотной воды.
 В процессе переработки ильменитовых концентратов
фтораммонийными солями из оборота изымаются ≈ 300 кг
H2O при получении одной тонны ТiO2.
 Получаемые диоксид титана и оксиды железа не требуют
последующего измельчения.

20.  Из одной тонны ильменита (100%) получается ≈ 525 кг ТiO2 и ≈ 527
кг Fe2O3. Качество пигментов не уступает мировым аналогам.
Технология безотходная и экологически приемлемая, имеет ряд
неоспоримых преимуществ: затраты на производство одной тонны
ТiO2 не превысят затрат на производство одной тонны пигмента по
хлоридной технологии, но по разработанной технологии
дополнительно получается примерно одна тонна красных
пигментов на основе Fe2O3. (Имеется ноу-хау, патенты и с
инвестором могут быть поданы совместные заявки на патент).
 Разработано технологическое оборудование совместно с
итальянской фирмой.
 Предлагается: совместно с заинтересованной стороной
(инвестором) ПРОВЕСТИ технологические испытания
экспериментального модуля, получить данные для проектирования
и создания завода по комплексной переработке ильменитовых
концентратов. ( Фирма—разработчик оборудования, готова под
ключ поставить оборудование для завода с производительностью
30 тыс. т пигмента в год максимум за два года). Конечная цель -
создание нового производства.
Руководитель разработки Гордиенко Павел Сергеевич, т. 89147037789,
email: pavel.gordienko@mail.ru

21. Благодарю за
внимание.