海绵钛的生产流程

1、海绵钛的生产流程发布时间：2006年 6 月 11 日 1时 9 分海绵钛的生产有很多方法，例如 Na还原法、Mg 还原法等。Na 还原法乂称亨特（Hunter ）法和 SL 法，是最早研究用来制取金届钛的方法， 其 流程图如下所示：魅钛该法的 TiCl4 生产过程与 Mg 还原法完全相同。然后，在惰性气余保护下, 用 Na 还原 TiCl4生产海绵钛，他的主要反应为：TiCl4 + 2Na = TiCl2 + NaClTiCl2+ 2Na = Ti + 2NaClTiCl4+ 4Na = Ti + 4NaCl将制得的还原产物，用水洗除盐操作，最后进行产品后处理即得产品海绵钛。Mg 还原和 N

2、a 还原法的比较Mg 还原法和 Na 还原法各有优缺点，比较丁下表:)丁与项目Na 还原法Mg 还原法1还原剂特点Na的熔点低，容易净制和输送Mg的熔点高，净制和输送都比较困难2还原产物处理方法NaCl不吸水，不潮解，可用水洗除 净MgCl易吸水，易潮解，宜用真空蒸偕除去3投资情况设备简单，投资较低设备复杂，投资大4海绵钛特点含铁氧少，而含Cl一多；海绵钛块小，且疏松、粉末多，松装密度小(0.10.8g /cm3)含Cl-低；海绵钛块大且致密，粉末少，松装密度大(1.21.3g /cm3)5产品熔铸性能较差，挥发分多好，挥发分少6还原作业情况速度块、放热量大，操作简单；炉 产能小速度稍慢，放热

3、量稍少，操作较复杂；炉产能大海绵钛工业生产已有 50 年的历史，直至 80 年代中期，Mg 还原一真空蒸 僻法、Mg 还原酸浸法、Na 还原法和 Mg 还原家气循环蒸僻法都用丁工业 生产。但到了 80 年代后期，Na 还原法和 Mg 还原一酸洗法都已被淘汰。除美 国俄勒冈冶金公司还采用 Mg 还原-家气循环蒸僻法外，其余工厂全部 Mg 还原 -真空蒸僻法，在海绵钛工业生产中，Mg 还原-真空蒸僻法现已占据主导地位。精制的基本原理及生产流程发布时间：2006年 6 月 11 日 1时 2 分粗 TiCl4 中各种杂质总多，待分类后，为了便丁分析，在每组杂质中找出 一种有代表性的杂质，作为关键组分

4、，来表示精制的主要分离界限。实践表明， 在粗 TiCl4液中，当关键组分精制合格时，则可以认为该组全部杂质基本已经 被分离除去。所选择的关键组分不仅要含量大，特别要分离最困难。 找出高沸点 杂质中的 FeCl3、 低沸点杂质中的 SiCl4 、 沸点相近杂质中的 VOC13分别作 为相应组的关键组分。这样，一个多元体系的分离，便可以简单地看作 TiCl4 一 SiCl VOCl3 FeCl3 四元体系的分离。针对在粗 TiCl4中各种杂质具有的不同特性，应该使用不同的分离方法加以 精制。物理法除高沸点和低沸点杂质对丁粗 TiCl4液中的高沸点和低沸点杂质，根据他们和TiCl4 沸点或相对挥发度

5、相差大的特点，可以用物理法-蒸僻或精僻法分离。但是，高沸点杂质和低沸点杂质的物理特性也有差异，这表现在他们分离的 难易程度上也不完全相同。因此，对丁容易分离的高沸点杂质采用蒸僻方法加以 分离；对丁分离较困难的低沸点杂质则采用精僻方法加以分离。化学法除机杂质粗TiCl4中的钮杂质主要是VOC13和少量 VC14,他们的存在使 TiCl4呈黄色 精制除钮的目的，不仅是为了脱色，而且是为了除氧。这是精制作业极为重要的 环节。铜除钮法一般认为铜去除 TiCl4中的 VOCl3 的机理是 TiCl4 与铜反应生成中间产物CuCl.TiCl3，后者还原 VOCl3 生成不溶性的 VOCl3 沉淀：TiCl

6、4+ C4 CuCl.TiCl3+ VOCl VOCl2j +CuCl2+ TiCl4铜还可以与溶丁 TiCl4 中的 Cl2、AlCl3、FeCl3 进行反应，当 AlCl3 在 TiCl4 中的浓度大丁 0.01 %时，则会使铜表面钝化，阻碍除机反应的进行。所以，当 粗 TiCl4中的 AlCl3 浓度较高时，一般要在除钮之前进行除铝。除铝的方法，一股是将水增湿的食盐或活性炭加入 TiCl4中进行处理，AlCl3 与水反应生成 AlOCl 沉淀：AlCl3 + H28 AlOCl J + 2HCl加入的水也可以使 TiCl4发生部分水解生成 TiOCl2,在有 A1C13 存在时，也铜廷珏

7、粗TiCI4SICI4（利用）度水（处理）CuCl.TiCl3可以将 TiOC12 重新转化成 TiC14 :TiC14 + H28 TiOC12 + 2HC1TiOC12 + A1C13 = A1OC1 J + TiC14由此可见，在进行脱铝时加入水量要适合，并应有足够的反应时间，以减少TiOC12 的生成量。氯化的生产流程及基本操作发布时间：2006 年 6月 11 日 1时 0分目前，国内外所用的流态化氯化工艺流程大体上是一致的，其原则流程如下图所小，但米用的设备差别较大。氯化设备由三部分组成，第一部分是原料准备设备，第二部分为流态化氯化 炉，第三部分为后处理部分。其中原料准备和部分后处

8、理设备为标准设备， 在此 省略赘述。氯化炉的正常操作1.混合物料的加料速度控制混合物料的适宜加料速度，就可以保持合适的炉内料层堆积高度 （即固 定层高度）。合适的料层高度，就可以加长氯气在料层中的停留时间， 提高氯气 的利用率。但料层太高，易出现不正常流化状态。料层太矮，氯气在料层中的停 留时间太短，会降低氯气的利用率，增加尾气中的含氯量。因此，控制混合物料 的合适加入速度是正常氯化操作的重要工艺条件之一。2.氯气流量的确定氯气流量既要满足流态化层内流体力学的条件，乂要满足反应动力学的要 求，它与采用的物料颗粒特征、炉子的结构尺寸和反应温度等有关。实践表明， 适宜的氯气流量控制范围也比较宽。

9、在一般情况下，为了提高生产率，在满足流 体力学的条件下，常控制较大的氯气流量。最佳的氯气流量可以通过实验和计算 确定。目前，我国一些炉子氯气操作速度控制在0.100.15m/s （冷态）范围内。液瓮挥发靠气就化A 炉清提高反应温度可使氯化速度加快，故反应温度一般高丁800度，但是太高的反应温度，容易腐蚀炉体。因此，目前，认为控制反应较宜温度为 8001000度。4.排渣量为了保持沸腾层良好的流化，及时排出炉内积集的过剩碳和其他杂质， 是很 必要的。特别是当物料含有较多的钙镁盐时，在流态化氯化过程中，因流态化层 钙镁盐的富集容易破坏流态化，必须及时排除，此时应增加排渣次数和排渣量。因此，必须根据

10、原料的成分等具体情况，确定定期排渣量和次数。炉渣中含 TiO2 要低，一般7%。5.炉气氯量炉气含 Cl21%才届正常流化。炉气中含氯高，说明流化不正常，需要找出 原因，加以解决。钛生产中的“两个循环”发布时间：2006 年 5月 31 日 21 时 48 分在 Kroll 法生产海绵钛流程中有两个重要的循环。 这两个循环可以降低生 产成本(最高效地利用还原剂镁和氯化剂氯气)并减轻环境污染。(1)、镁循环，镁循环有内循环和外循环之别。内循环是指不经融盐电解工序直接将真空蒸僻所得镁返回还原工序。 这可以借助丁内土甘蜗或带有盲板的反应 罐来实现。外循环是指将真空蒸僻出的镁和氯化镁经融盐电解再生镁，

11、再将这部分镁返回还原工序。(2)、氯循环。融盐电解氯化镁在阳极上得到Cl2,将这部分 Cl2返回氯化工序，实现闭路流程，这在钛冶金工业中称为氯循环。钛生产的“三大步骤”发布时间：2006 年 5月 31 日 21 时 40 分(1)、富钛料的制取。若用金红石为原料，这一步可以省去。这一步骤的主要目 的在丁尽可能除去钛铁矿中的组分铁，提高原料中钛的品位；(2)、TiCl4的生产。这一步是将钛由氧化物形态转变为氯化物形态，包括氯化过程和粗 iCl4的精制过程。(3)、iCl4的还原。这一步是将钛由化合物还原为金届钛的过程。在 Hunter 法和 Kroll 法中，所用还原剂为金届 Na 和 Mg

12、在融盐电解法中，这一步是钛离子在 阴极上实现的电化学反应。海绵钛工程项目设计子项内容发布时间：2006年 5 月 31日 22时 2分)丁与海绵钛工程子项目1钛渣系统(1)原料库及配料(2)电炉熔炼及破碎2氯化系统(1)原料准备及配料(2)氯化生广及尾气处理(3)石灰乳制备3精制系统四氯化钛精制4还原一蒸僻系统(1)准备工段(2)还原一蒸僻工段(3)成品破碎及包装(4)成品库5镁回收系统(1)镁电解车间(含整流所)(2)镁精炼(3)氯压机系统(4)尾气净化系统6液氯供应系统(1)液氯贮库(2)液氯蒸发(3)废气处理及事故净化室(4)压缩空气干燥7三废处理系统(1)电炉烟气净化(2)氯化废渣处理(3)氯化废水处理(4)钮渣处理8化验监测系统(1)中心化验室(2)环保监测站(3)车间控制分析检查室9电力系统(1)总压降变电所(2)