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proceso becher

El proceso Becher es un proceso industrial utilizado para producir rutilo , una forma de dióxido de titanio , a partir del mineral ilmenita . Es competitivo con el proceso de cloruro y el proceso de sulfato, que logran conversiones netas similares. [1] [2]

Con la fórmula idealizada FeTiO3 , la ilmenita contiene entre un 55-65% de dióxido de titanio , siendo el resto óxido de hierro . El proceso Becher, al igual que otros procesos de beneficio, tiene como objetivo eliminar el hierro. El proceso Becher aprovecha la conversión del hierro ferroso (FeO) en hierro férrico (Fe 2 O 3 ). [3] Los minerales de ilmenita se pueden convertir en rutilo sintético aumentando su contenido de TiO2 entre un 90 y un 96 por ciento. [4]

Historia

Esta tecnología se desarrolló a principios de la década de 1960 en Australia Occidental [5] mediante una iniciativa conjunta entre la industria y el gobierno. El proceso lleva 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. [6] El proceso fue patentado en 1961. [7]

Proceso

Diferentes procesos que conducen a la obtención de dióxido de titanio a partir del mineral de ilmenita.

El proceso Becher es adecuado para ilmenita erosionada que tiene bajas concentraciones de cromo y magnesio . [8] Hay cuatro pasos involucrados en la eliminación de la porción de hierro de la ilmenita:

  1. Oxidación
  2. Reducción
  3. Aireación
  4. Lixiviación

Oxidación

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. [9]

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. [10] 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 al "oxidarlo". Esta conversión se logra en tanques grandes que contienen una solución de cloruro de amonio al 1% con aire bombeado a través del tanque. El tanque se agita continuamente y el hierro se oxidará y precipitará en forma de limo.

4 Fe + 3 O 2 → 2 Fe 2 O 3

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. [11]

Referencias

  1. ^ Welham, Nueva Jersey (1996). "Un estudio paramétrico de la reducción carbotérmica de ilmenita activada mecánicamente". Ingeniería de Minerales . 9 (12): 1189-1200. doi :10.1016/S0892-6875(96)00115-X.
  2. ^ 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) . Revista de ciencia de materiales . 51 (9): 4250–4261. Código Bib : 2016JMatS..51.4250B. doi : 10.1007/s10853-015-9718-1 .
  3. ^ "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 .
  4. ^ "Informe sobre el panorama de las patentes". OMPI . Consultado el 19 de octubre de 2023 .
  5. ^ "Hoja informativa sobre arenas minerales del Atlas australiano de recursos minerales". Archivado desde el original el 30 de agosto de 2007.
  6. ^ "Premios Medalla de la Fundación ATSE Clunies Ross - 1992".[ enlace muerto permanente ]
  7. ^ "Tratamiento de material que contiene titanio". RECLAMACIONES Servicios de Patentes . Consultado el 16 de agosto de 2016 .
  8. ^ "Titanio de la Universidad Murdoch" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 1 de diciembre de 2006.
  9. ^ Bruckard, Warren J.; Calle, Carmen; Fletcher, Stephen; Horne, Michael D.; Gorrión, Graham J.; Urbano, Andrew J. (2004). "La aplicación de catalizadores redox de antraquinona para acelerar el paso de aireación en el proceso becher". Hidrometalurgia . 73 (1–2): 111–121. doi :10.1016/j.hidromet.2003.09.003.
  10. ^ "Cámara de Minerales y Energía de Australia Occidental - Ficha informativa sobre arenas minerales" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 4 de julio de 2008.
  11. ^ "OMPI-WO/1994/003647 TRATAMIENTO DE MATERIALES TITANÍFEROS".[ enlace muerto permanente ]

Otras lecturas