Ilmeniitin pelkistys

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia kokeellisesti HSC Chemistry- ohjelmiston avulla ilmeniitin pelkistystä metalliseksi titaaniksi myöhempää jatkokäyttöä varten. Ilmeniitti on musta mineraali, jota esiintyy runsaasti maaperässä. Esimerkiksi KeskiPohjanmaalla Kälviällä on suuri ilmeniittiesiintymä.

Työn teoriaosassa käydään läpi ilmeniitin rakennetta ja kemiallisia ominaisuuksia sekä tarkastellaan pelkistyksen termodynamiikkaa. Lisäksi esitellään HSC Chemistry ohjelmiston toimintaa. Titaanista metallina kerrotaan lyhyesti.

Kokeellisessa osiossa HSC Chemistry - ohjelmiston lähtöarvoiksi asetettiin ilmeniitille 10 kmol ja hiilelle 100 kmol. Lämpötila-alueeksi valittiin 0—2000 Celsius-astetta. Näiden tietojen perusteella saatiin selville, että ilmeniitti on mahdollista teoreettisesti pelkistää hiilen avulla sekä saada erotettua siitä metallinen titaani. Ongelmaksi muodostuu prosessin siirtäminen käytäntöön ja suuri pelkistyslämpötilan vaatimus, joten vaihtoehtoisia menetelmiä on tutkittava.

The aim of this thesis was to investigate experimentally the ilmenite reduction to metallic titanium with the HSC Chemistry program for further use. llmenite is a black mineral which exists abundantly in the soil. For example largescale deposition of ilmenite exists in Kälviä, Central Ostrobothnia.

The theoretical part of this work discusses the chemical structure and properties of ilmenite. Metallic titanium is presented briefly. In addition, HSC Chemistry program and it's use is presented.

In the experimental part of this work, the output values of HSC Chemistry program were set to 10 kmol for ilmenite and 100 kmol for carbon. The temperature range was set between 0-2000 degrees Celsius. The results of this study show that it is theoretically possible reduce ilmenite with carbon. And to separate metallic titanium from it.

The problem is transferring the process into factory standards and the high temperature requirement in the reduction process. Therefore alternative methods need to be explored.