Influence of charge segregation on specific aluminium consumption in production of ferro-titanium

Abstract

Specific aluminium consumption in the production of ferro-titanium through alumino-thermic reduction is usually far above the stoichiometric requirement, in industrial processes. A thermochemical analysis of the process in an industrial operation was carried out to explore this phenomenon. Aluminium was lost as volatile oxides. Entrapment of titanium in the slag layer led to lower recoveries and higher specific aluminium consumption. Oxidation of aluminium by atmospheric oxidation contributed to an increase in the volume of slag produced. The higher the volume of slag, the greater the entrapment of metal in slag. Segregation between aluminium and ore during charging into the reactor vessel led to an increase in the volume of the slag produced since the segregation prevented chemical reaction between the ore and the metal and the latter was predominantly oxidised by air. Trials were conducted by modifying the charge proportion to control the volume of slag produced. This resulted in a decrease in specific aluminium consumption by 100 kg per tonne of titanium produced.Dans les procédés industriels, la consommation spécifique d’aluminium lors de la production du ferrotitane par réduction aluminothermique est habituellement bien au-delà de l’exigence stoechiométrique. On a effectué une analyse thermochimique du procédé dans une opération industrielle afin d’explorer ce phénomène. L’aluminium se perdait sous forme d’oxydes volatiles. Le piégeage du titane dans la couche de laitier menait à des récupérations plus faibles et à une consommation spécifique plus élevée d’aluminium. L’oxydation de l’aluminium par oxydation atmosphérique contribuait à une augmentation du volume de laitier produit. Plus le volume de laitier est grand, plus grand est le piégeage du métal dans le laitier. La ségrégation entre l’aluminium et le minerai lors du chargement dans la cuve du réacteur menait à une augmentation du volume de laitier produit puisque la ségrégation empêchait la réaction chimique entre le minerai et le métal et ce dernier était oxydée par l’air d’une manière prédominante. On a effectué des essais en modifiant la proportion de la charge pour contrôler le volume de laitier produit. Ceci a eu pour résultat une diminution de la consommation spécifique d’aluminium de 100 kg par tonne de titane produit.