НИТУ «МИСиС», Москва, Россия:

А. П. Лысенко, профессор каф. цветных металлов и золота, эл. почта: reikis@yandex.ru
А. Ю. Наливайко, старший преподаватель каф. цветных металлов и золота, эл. почта: nalivaiko@misis.ru
Д. С. Кондратьева, аспирант каф. цветных металлов и золота, эл. почта: kondratevadaria.92@bk.ru

ООО «РОМЕКС», Москва, Россия:
С. В. Кондратьев, генеральный директор, эл. почта: romex@rosmail.ru

Настоящая работа посвящена обзору исследований перспективного электрохимического способа производства ферротитана. Ферротитан — сплав железа и титана с содержанием последнего 20–78 %, это один из наиболее важных ферросплавов, используемых в производстве специальных сталей и сплавов. Россия занимает одно из лидирующих мест в мировом производстве данного продукта. В России ферротитан получают двумя способами: алюминотермическим восстановлением титанового концентрата (низкопроцентный ферротитан) и сплавлением железных и титановых отходов (высокопроцентный ферротитан). Однако в последние годы появился значительный интерес к возможности получения ферротитана электрохимическими методами. Электрохимическое получение сплава Fe – Ti потенциально более экономично в сравнении с существующими технологиями, поскольку электролиз характеризуется низкими трудозатратами и имеет меньшее число производственных операций. Кроме того, электрохимические процессы более безопасны. В настоящей работе проанализированы новые электрохимические способы получения ферротитана. Большинство рассмотренных способов в текущий момент находятся на стадии лабораторных испытаний, тем не менее их результаты могут быть перспективными для развития ферросплавной и электрометаллургической отраслей.

Работа проведена при финансовой поддержке ООО «Ромекс» в рамках выполнения обязательств по договору № 126/18-501 от 31 октября 2018 г.

1. Боярко Г. Ю., Хатьков В. Ю. Товарные потоки ферросплавов в России // Черные металлы. 2018. № 3. С. 60–69.
2. Panigrahi M., Paramguru R. K., Gupta R. C., Shibata E., Nakamura T. An overview of production of titanium and an attempt to titanium production with ferro-titanium // High Temperature Materials and Processes. 2010. Vol. 29. P. 495–513.
3. ГОСТ 4761–91. Ферротитан. Технические требования и условия поставки. — Введ. 01.01.1993.
4. Путилин А. И., Бабушкин В. Н., Зайнуллин Л. А. Проблема развития производства ферротитана в России // Сталь. 2005. № 3. С. 48, 49.
5. Пат. 2318032 РФ. Ферротитан для легирования стали и способ его алюминотермического получения / Гильварг С. И., Одиноков С. Ф., Мальцев Ю. Б., Банных А. Г. ; патентообладатель ООО «УК «Российские Специальные Сплавы» ; заявл. 15.09.2006 ; опубл. 27.02.2008.
6. Пат. 2516208 РФ. Шихта для получения титансодержащего шлака, титаносодержащая шихта и способ алюминотермического получения ферротитана с их использованием / Гильварг С. И., Григорьев В. Г., Кузьмин Н. В., Мальцев Ю. Б. ; патентообладатель: ООО «Ключевский завод ферросплавов» ; заявл. 07.08.2012 ; опубл. 20.02.2014.
7. Pourabdoli M., Raygan S., Abdizadeh H., Hanaei K. A new process for the production of ferrotitanium from titania slag // Canadian Metallurgical Quarterly. 2007. Vol. 46, No. 1. P. 17–24.
8. Пат. 2102516 РФ. Способ получения ферротитана / Ходоровский Г. Л., Титенков А. М., Фомичева Т. И. Дорош Л. Д., Корочкин А. Г. ; заявл. 01.04.1996 ; опубл. 20.01.1998.
9. Пат. 2131479 РФ. Способ выплавки ферротитана / Белов Е. П., Качалов В. В., Кац А. Д., Полтавец В. С., Саубанов М. Н., Сенопальников В. М. ; патентообладатель ТОО «Фирма «Инсервис» ; заявл. 09.01.1998 ; опубл. 10.06.1999.
10. Пат. 2039101 РФ. Способ электрошлаковой выплавки ферротитана / Альтман П. С., Демидов Б. А., Яковенко В. А. ; патентообладатель Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение ; заявл. 08.06.1993 ; опубл. 09.07.1995.
11. Пат. 2329322 РФ. Способ получения высокотитанового ферросплава из ильменита / Чепель С. Н., Звездин А. А., Полетаев Е. Б. ; заявл. 19.05.2005 ; опубл. 20.07.2008.
12. Пат. 2398908 РФ. Установка для получения ферротитана путем электродугового плавления титансодержащего материала под слоем защитного флюса / Чепель С. Н., Звездин А. А., Святненко И. Н., Медведь С. Н., Полетаев Е. Б. ; заявл. 31.10.2007 ; опубл. 10.09.2010.
13. Пат. 2117067 РФ. Способ получения железо-титанового сплава / Улановский Я. Б., Чучурюкин А. Д., Кудлаев В. М. ; патентообладатель АО «Стройинжиниринг» ; заявл. 08.09.1995 ; опубл. 10.08.1998.
14. Рынок ферротитана в России – 2018. Показатели и прогнозы. — М. : TEBIZ Group, 2018. — 95 с.
15. Рынок ферросплавов России и СНГ. Монополизация рынка. Угрозы // Объединенная сырьевая компания. URL : https://www.urm-company.ru/upload/iblock/b12/b127a6938b8f997af1abd0aeda9fe157.pdf
16. Анализ рынка ферротитана в России // Discovery Research Group. URL : https://drgroup.ru/1705-Analiz-rynka-ferrotitanav-Rossii.html
17. Seong S., Younossi O., Goldsmith B. W. Titanium. Industrial Base, Price Trends and Technology Initiatives. — Santa Monica : RAND, 2009. — 128 p.
18. Поволоцкий Д. Я., Рощин В. Е., Рысс М. А., Строганов А. И., Ярцев М. А. Электрометаллургия стали и ферросплавов. — М. : Металлургия, 1984. — 551 с.
19. Panigrahi M., Shibata E., Iizuka A., Nakamura T. Production of Fe – Ti alloy from mixed ilmenite and titanium dioxide by direct electrochemical reduction in molten calcium chloride // Electrochimica Acta. 2013. Vol. 93. P. 143–151.
20. Panigrahi M., Iizuka A., Shibata E., Nakamura T. Electrolytic reduction of mixed (Fe, Ti) oxide using molten calcium chloride electrolyte // Journal of Alloys and Compounds. 2013. Vol. 550. P. 545.
21. Лысенко А. П., Киров С. С., Сельницын Р. С., Наливайко А. Ю. Влияние конструкции обожженных анодных блоков на эффективность газоотвода и технические показатели процесса электролиза алюминия // Цветные металлы. 2013. № 9. С. 114–117.
22. Qi C.-C., Hua Y.-X., Chen K.-H. et al. Preparation of Ferrotitanium Alloy from Ilmenite by Electrochemical Reduction in Chloride Molten Salts // JOM. 2016. Vol. 68, No. 2. P. 668–674.
23. Xiong L., Hua Y., Xu C. et al. Effect of CaO addition on preparation of ferrotitanium from ilmenite by electrochemical reduction in CaCl₂ – NaCl molten salt // Journal of Alloys and Compounds. 2016. Vol. 676. P. 383–389.
24. Lu X., Zou X., Li C. et al. Green electrochemical process solid-oxide oxygen-ion-conducting membrane (SOM): Direct extraction of Ti – Fe alloys from natural ilmenite // Metallurgical and Materials Transactions: B. 2012. Vol. 43, No. 3. P. 503–512.

25. Лысенко А. П., Тарасов В. П., Наливайко А. Ю., Сельницын Р. С. Получение редкоземельных металлов электролизом оксидно-фторидных расплавов // Цветные металлы. 2013. № 11. С. 71–74.
26. Пат. 2603408 РФ. Способ получения сплава неодим-железо и устройство для его осуществления / Лысенко А. П., Наливайко А. Ю., Тарасов В. П. ; патентообладатель НИТУ «МИСиС» ; заявл. 17.04.2015 ; опубл. 27.11.2016.