Способ получения материала на основе тугоплавкого соединения титана, содержащего карбид кремния
Изобретение относится к способу получения тугоплавкого соединения титана, которое может быть использовано в металлообрабатывающей и химической промышленности. Сущность изобретения: предлагается способ получения материала на основе тугоплавкого соединения титана, содержащего карбид кремния, путем нагрева исходного сырья в газовой среде, в котором в качестве исходного сырья используют титаноносную нефтесодержащую руду и нагрев ведут при 1350-1800oC в потоке газа или в вакууме. При этом в исходное сырье могут вводить дополнительно углерод в количестве 1,5-25,0 мас.%. Предлагаемый способ позволяет значительно расширить сырьевую базу. Кроме того, преимущества способа заключаются в том, что сырье содержит одновременно все нужные для получения материала компоненты: титан, кремний, углерод, и процесс идет при температурах значительно более низких, чем в известном способе. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к способу получения тугоплавкого соединения титана, которое может быть использовано в металлообрабатывающей и химической промышленности.
Известен способ получения углеродсодержащего материала, в состав которого входят карбид кремния и карбиды группы титана (заявка Японии N 2-27304, кл. C 04 B 35/52, 35/56, 1990). Углеродсодержащий материал вместе с кремнийсодержащим материалом и материалом, содержащим элементы группы титана, выдерживают в инертной атмосфере, исключающей влияние кислорода, при температуре выше температуры плавления кремнийсодержащего материала. В результате реакции кремнийсодержащего материала с углеродсодержащим материалом образуется карбид кремния. Реакция происходит с большим выделением тепла, под действием которого инициируется реакция углеродсодержащего материала с материалом, содержащим элементы группы титана, с образованием материала, содержащего углерод, карбид кремния и карбиды элементов группы титана. Недостатком способа является его сложность, обусловленная двухстадийностью процессов и использованием в качестве исходного сырья нескольких составляющих компонентов. Наиболее близким из известных является способ получения состава системы SiC-Ti(N-C) нагреванием кремнеземного, титансодержащего и углеродного сырья при температуре выше 2100oC (заявка Японии N 60-3031, кл. C 04 B 35/56, 1985). Недостатками способа являются как использование в качестве исходного сырья нескольких составляющих компонентов, так и высокая температура процесса. Задача изобретения разработка более простого способа получения материала на основе тугоплавкого соединения титана, содержащего карбид кремния, в частности, предложить исходное сырье, в состав которого входят одновременно все три необходимых ингредиента: титан, кремний и углерод. Поставленная задача решена в способе получения материла на основе тугоплавкого соединения титана, содержащего карбид кремния, путем нагрева исходного сырья в газовой среде, в котором в качестве исходного сырья используют нефтесодержащую титаноносную руду, в потоке газа или в вакууме, и нагрев ведут при температуре 1350-1800oC. При этом в исходное сырье могут вводить дополнительно углерод в количестве 1,5-25,0 мас. В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известно использование нефтесодержащей титаноносной руды в качестве исходного сырья для получения материала на основе тугоплавкого соединения титана, содержащего карбид кремния, а также проведение процесса нагрева в интервале температур 1350-1800oC в потоке газа или в вакууме. Нефтесодержащая титаноносная руда после извлечения из нее основного количества нефти не находит непосредственного применения. В промышленных целях, в частности, для производства пигмента на основе диоксида титана, губчатого титана, металлургического диоксида титана, используют лейкоксеновый концентрат, который образуется после обжига при достаточно высоких температурах, химической и автоклавной обработках нефтесодержащей титаноносной руды. В предлагаемом техническом решении используют в качестве исходного сырья непосредственно нефтесодержащую титаноносную руду. Причем может быть использована как руда после извлечения из нее основного количества нефти, так и после последующих стадий, направленных на более полное удаление нефти. В таблице приведен состав руды по содержанию основных компонентов: состав A нефтесодержащая титаноносная руда после извлечения из нее основного количества нефти; состав Б после проведения флотационной обработки для более полного удаления нефти. Как отмечалось выше, нефтесодержащую титаноносную руду получают при извлечении нефти. В частности, руда при добыче нефти на Пижемском нефтетитановом месторождении имеет химический состав (%), представленный в таблице. Материал на основе тугоплавкого соединения титана, содержащий карбид кремния, получают при 1350-1800oC в газовом потоке или в вакууме с использованием в качестве восстановителя внутреннего углерода, образующегося в результате крекинга и пиролиза нефтяных остатков в руде. При необходимости получения материала с большим содержанием связанного углерода в исходное сырье может быть введено дополнительное количество углерода, равное 1,5-25,0 мас. Предлагаемый способ заключается в следующем. Берут исходную нефтесодержащую титаноносную руду, состав которой соответствует составу А или составу Б (таблица), тщательно перетирают, помещают в графитовые тигли (лодочки), которые загружают в печь типа ТВВ-4 с графитовым нагревателем, печь предварительно заполняют газовой средой: азотом или инертным газом под давлением, равным 1,0-1,2 атм. При проведении процесса в вакууме тигли помещают в вакуумную печь типа СШВЛ (СНВ). Печь нагревают до 1350-1800oC и выдерживают при этой температуре в течение 1-6 ч; в случае использования газовой атмосферы в потоке газа, подаваемого со скоростью 1,0-2,5 мл/мин. Полученный продукт охлаждают, подвергают химическому и фазовому анализам. Пример 1. Берут 100 г руды (состава А, таблица), тщательно перетирают, помещают в графитовые стаканчики по 15-20 г каждый (лодочки), которые загружают в печь типа ТВВ-4 с графитовым нагревателем, печь заполняют азотом при![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/0/1273.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/0/1274.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/0/1275.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/0/1276.gif)
Формула изобретения
1. Способ получения материала на основе тугоплавкого соединения титана, содержащего карбид кремния, путем нагрева исходного сырья в газовой среде, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют титаноносную нефтесодержащую руду и нагрев ведут при температуре 1350 1800oС в потоке газа или в вакууме. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в исходное сырье вводят дополнительно углерод в количестве 1,5 25,0 мас.РИСУНКИ
Рисунок 1