海绵钛生产工艺及其新进展

对生产海绵钛的几种工艺方法进行了评述,重点介绍了Kroll法生产工艺和FFC工艺及其研究新进展,并对我国海绵钛的生产及其工艺前景进行了展望。

中国钛资源与海绵钛加工环境效应

海绵钛是生产金属钛产品的基本原料,然而工业上生产海绵钛的镁还原法工艺复杂、能耗高、环境相容性差、成本高,严重制约了钛产业的发展。重点论述了中国的钛资源概况、海绵钛生产过程的基本原理、资源能源消耗和加工环境效应,并围绕海绵钛产业的可持续发展展开讨论。中国钛资源储量虽居世界第一位,但贫矿多,富矿少,且多为多金属共生矿,难以用作生产海绵钛的优质原料。通过对比镁还原法制备海绵钛过程中氯化工序、还原蒸馏工序、镁电解工序和全流程的资源能源消耗,讨论了海绵钛的加工环境效应和钛冶炼工艺的研究进展。将中国丰富的钛铁矿资源加工成高品位富钛料,充分发挥中国的钛资源优势,减少对钛矿资源进口的依赖程度,通过开发新工艺降低海绵钛制备过程的资源能源消耗、废弃物排放量和生产成本是保证钛行业可持续发展的有效措施。

海绵钛生产工艺概述

概述了生产海绵钛的几种工艺 ,如 :克劳尔法、亨特法、电解还原法和TiO2 电解法 (FFC剑桥工艺 ) ,着重介绍目前最具创新性的TiO2 电解法 ,对比分析了各自特点 ,认为任何一种生产工艺都各有利弊。

海绵钛生产现状及技术开发

海绵钛工业化生产始于1948年．在近50年的发展过程中，镁还原法生产技术取得突破性进展，钠还原法已被放弃。目前，生产海绵钛的国家有日本、独联体、美国和中国，仅8个厂家，年产能力达10～13万t，年产量达5～10万t，可以满足世界各国的需求。海绵钛生产技术的开发，包括传统生产方法的改进和新法的研究，旨在缩短工艺流程、节约能源、降低生产成本、提高产品质量和生产率。

高纯钛的应用及其生产方法

详细介绍了高纯钛的应用现状,并对高纯钛的主要生产方法——克劳尔法、碘化法、熔盐电解法、电子束熔炼精炼法等进行了综述,指出只有几种方法结合才能获得纯度要求非常高的高纯钛;研发新的制备方法,克服传统制备工艺的复杂性,提高生产效率,降低生产成本,是高纯钛制备研究的发展方向。

海绵钛厂防腐设计

目前国内对海绵钛厂防腐尚未有理论性研究及其防腐设计标准,通过项目建设及实施过程,研究在现有海绵钛厂工艺和防腐现状的基础上,通过对海绵钛厂腐蚀介质及现有缺陷的分析,提出海绵钛企业腐蚀问题的预防和控制措施,为后续相关企业、科研设计单位攻克海绵钛厂各种腐蚀介质腐蚀难关提供借鉴。

镁法海绵钛生产工艺中大型镁精炼炉的实践

从镁法海绵钛生产工艺的实际情况出发 ,将镁冶炼的重要设备———镁精炼炉的尺寸参数进行了改变 ,遵义钛业有限责任公司设计建成了一台大型精炼炉用于生产。生产实践表明 :选择大型镁精炼炉 ,具有节能降耗、减轻劳动强度的重大意义。在产镁 5 0 0

镁还原四氯化钛法制备泡沫钛纤维材料的工艺研究

以液体金属镁、气体四氯化钛和氩气为原料,采用克劳尔法制备泡沫钛纤维材料,利用气体四氯化钛和液体金属镁发生置换还原反应,生成泡沫状的钛,简述了泡沫钛在钛坨中的主要产生部位。

降低海绵钛生产中“U”型炉蒸馏管道堵塞率研究

使用“U”型炉生产海绵钛时,Mg、MgCl_(2)蒸气在T型竖管处的冷凝堵塞将直接影响蒸馏生产稳定运行和海绵钛质量控制。本文根据冷凝物随蒸馏过程中蒸馏器压力、冷凝器温度变化时在冷凝器内的分布规律,剖析了T型竖管堵塞原因,结果表明:竖管堵塞频率主要受蒸气流动路径、冷凝器内温度分布条件影响,不适宜的工艺条件将导致Mg、MgCl_(2)蒸气在T型竖管处发生气固转化。通过优化真空管抽气方式、增大抽空管直径、优化冷凝器冷却水进出口位置及冷却器冷却制度,使企业生产中冷凝器T型竖管堵塞频次由3.6次/炉下降到0.6次/炉,降堵塞率效果显著。

7.5tⅠ型炉海绵钛真空蒸馏生产工艺研究

结合半联合Ⅰ型炉海绵钛生产工艺特点,分别讨论了真空度、蒸馏温度、蒸馏负荷、喷淋水制度对海绵钛真空蒸馏的影响。蒸馏罐较高的真空度和较佳的气密性、较小的蒸馏负荷、直接将蒸馏电炉升温至960~1 020℃,有利于提高真空蒸馏速率及缩短蒸馏周期。除此之外,以冷凝罐上部真空度突然下降作为蒸馏通道开启判断标志,并分阶段调控喷淋水温度,有效解决了Ⅰ型炉因冷凝罐内Mg及MgCl_2发生气-液-固三相转变而带来的Ⅰ型炉蒸馏效率下降及蒸馏通道堵塞问题。

海绵钛生产中爬壁钛量的影响因素分析

首先对Kroll法海绵钛生产过程中爬壁钛的微观结构特点展开研究，进而分析爬壁钛在反应器壁处的生长过程及生成量的影响因素。研究发现，爬壁钛的生成无法避免，其生成量受MgCl2排放前后反应界面在纵向高度的变化、液镁沿反应器壁的上爬高度及反应容器内气相TiCl4量影响。

海绵钛中Fe,Ni和Cr杂质引入过程分析

采用Kroll法,以TiCl4和液态金属镁制备海绵钛,对海绵钛分部位取样,对高Fe, Ni和Cr含量样品进行MLA检测,计算Ti-Mg-Fe, Ti-Mg-Ni和Ti-Mg-Cr三元系的混合焓,研究海绵钛中Fe, Ni和Cr杂质的来源及引入过程。结果表明,海绵钛中Fe, Ni和Cr杂质主要来自钢制(1Cr18Ni9Ti)反应容器,其引入经历了在液态金属镁中溶解和与海绵钛合金化两步。当海绵钛于反应器壁处生成后,其与以单质形式溶于液态金属镁中的Fe, Ni和Cr原子结合将杂质富集。采取反应容器镀膜处理、控制反应区温度、使用低杂质含量的液态金属镁、将海绵钛坨底部与边部分离等措施可有效降低海绵钛中杂质含量。