El proceso Becher es un proceso para producir rutilo , una forma de dióxido de titanio , a partir del mineral ilmenita . Aunque es competitivo con el proceso de cloruro y el proceso de sulfato, [1] [2] el proceso Becher no se utiliza a gran escala. [3]
Con la fórmula idealizada FeTiO 3 , la ilmenita contiene entre un 55 y un 65 % de dióxido de titanio y el resto es óxido de hierro . El proceso Becher, al igual que otros procesos de beneficio, tiene como objetivo eliminar el hierro. El proceso Becher explota la conversión del hierro ferroso (FeO) en hierro férrico (Fe 2 O 3 ). [4] Los minerales de ilmenita se pueden mejorar a rutilo sintético aumentando su contenido de TiO2 a entre un 90 y un 96 por ciento. [5]
Historia
Esta tecnología fue desarrollada a principios de los años 1960 en Australia Occidental [6] por una iniciativa conjunta entre la industria y el gobierno. El proceso recibió el nombre de Robert Gordon Becher, quien mientras trabajaba en los Laboratorios Químicos del Gobierno de Australia Occidental (el precursor de ChemCentre) inventó, desarrolló e introdujo la técnica en la industria de arenas minerales de Australia Occidental. [7] El proceso fue patentado en 1961. [8]
Proceso
Diferentes procesos que conducen al dióxido de titanio a partir del mineral de ilmenita
El proceso Becher es adecuado para la ilmenita meteorizada que tiene bajas concentraciones de cromo y magnesio . [9] Hay cuatro pasos involucrados en la eliminación de la porción de hierro de la ilmenita:
La oxidación implica calentar la ilmenita en un horno rotatorio con aire para convertir el hierro en óxido de hierro (III) :
4 FeTiO 3 + O 2 → 2 Fe 2 O 3 ·TiO 2 + 2 TiO 2
Este paso es adecuado para una variedad de materias primas que contienen ilmenita. [10]
Reducción
La reducción se realiza en un horno rotatorio con pseudobrookita (Fe 2 O 3 .TiO 2 ), carbón y azufre, luego se calienta a una temperatura superior a 1200 °C. [11] El óxido de hierro en los granos minerales se reduce a hierro metálico para producir ilmenita reducida:
Fe 2 O 3 ·TiO 2 + 3 CO → 2 Fe + TiO 2 + 3 CO 2
La "ilmenita reducida" se separa del carbón antes del siguiente paso.
Aireación
La aireación implica la eliminación del hierro metálico creado en el último paso "oxidándolo". Esta conversión se logra en tanques grandes que contienen una solución de cloruro de amonio al 1% y se bombea aire a través del tanque. El tanque se agita continuamente y el hierro se oxidará y precipitará en forma de limo.
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
Luego, el óxido de hierro más fino se separa de las partículas más grandes de rutilo sintético.
Lixiviación ácida
Una vez que se ha eliminado la mayor parte del óxido de hierro , el resto se lixivia utilizando ácido sulfúrico 0,5 M. [12]
Referencias
^ Welham, NJ (1996). "Un estudio paramétrico de la reducción carbotérmica mecánicamente activada de la ilmenita". Ingeniería Mineral . 9 (12): 1189–1200. doi :10.1016/S0892-6875(96)00115-X.
^ Benson, LL; Mellor, I.; Jackson, M. (2016). "Reducción directa de rutilo sintético mediante el proceso FFC para producir nuevas aleaciones de titanio de bajo costo" (PDF) . Journal of Materials Science . 51 (9): 4250–4261. Bibcode :2016JMatS..51.4250B. doi : 10.1007/s10853-015-9718-1 .
^ Sibum, Heinz; Güther, Volker; Roidl, Oskar; Habashi, Fathi; Wolf, Hans Uwe (2000). "Titanio, aleaciones de titanio y compuestos de titanio". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . doi :10.1002/14356007.a27_095. ISBN978-3-527-30385-4.
^ "Rutilo e ilmenita: producción australiana y perfil potencial". Archivado desde el original el 23 de febrero de 2021. Consultado el 1 de marzo de 2008 .
^ "Informe sobre la situación de las patentes". OMPI . Consultado el 19 de octubre de 2023 .
^ "Hoja informativa sobre arenas minerales del Atlas australiano de recursos minerales". Archivado desde el original el 30 de agosto de 2007.
^ "Tratamiento de material que contiene titanio". CLAIMS Patent Services . Consultado el 16 de agosto de 2016 .
^ "Murdoch University Titanium" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 1 de diciembre de 2006.
^ Bruckard, Warren J.; Calle, Carmen; Fletcher, Stephen; Horne, Michael D.; Sparrow, Graham J.; Urban, Andrew J. (2004). "La aplicación de catalizadores redox de antraquinona para acelerar la etapa de aireación en el proceso Becher". Hidrometalurgia . 73 (1–2): 111–121. doi :10.1016/j.hydromet.2003.09.003.
^ "Cámara de Minerales y Energía de Australia Occidental - Ficha técnica sobre arenas minerales" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 4 de julio de 2008.
