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文档简介

钒钛材料绪论演示文稿当前1页,总共90页。优选钒钛材料绪论ppt当前2页,总共90页。本次课内容提要

前言第一章绪论(钒钛材料概况)第一节钒矿物种类

第二节钒材料的分类

第三节钒材料的用途

第四节钒材料的发展史

当前3页,总共90页。第五节钛矿物种类

第六节钛材料的分类第七节钛材料的用途第八节钛材料的发展史

第九节钒钛材料今后的发展趋势第十节攀枝花----“这里得天独厚”的由来当前4页,总共90页。前言1、开设本课程的目的、意义※具有地方资源特色的、具有经济优势的特色课程。攀枝花钒钛资源特色及其在国内外的地位、钒钛材料基本性质和种类、攀枝花钒钛材料的生产工艺、钒钛新材料的发展趋势等方面的基本概念、基本知识。※钒钛材料的科研和教学是攀枝花学院的亮点。※为学生就业打下技术基础和管理基础。※为毕业课程设计(论文)作好铺垫。2、本课程教学进度安排总学时28学时,2-15周讲授。当前5页,总共90页。3、教学大纲钒钛材料工艺学教学大纲

Titanium&VanadiumMaterials

第一章绪论(2学时)教学内容:钒材料,钛材料概况。教学要求:1.了解钒钛材料的概念。2.了解钒钛材料在攀枝花的地位和作用。3.了解钒钛材料今后的发展趋势。当前6页,总共90页。第二章钒钛基本性质(2学时)教学内容:

钒的性质,钛的性质。教学要求:1.了解钒及其化合物的物化性质。2.了解钛及其化合物的物化性质。第三章国内外及攀枝花钒钛产业状况(2学时)教学内容:钒的产业市场,钛的产业市场。教学要求:1.了解国内钒和钛产品及生产和市场状况。2.了解国外钒和钛产品及生产和市场状况。3.了解攀枝花钒和钛产品及生产和市场状况。

第四章钒材料(12学时)

当前7页,总共90页。教学内容:钒产品生产工艺。教学要求:1.了解钒材料产品种类。2.理解钒矿、钒渣、五氧化二钒、三氧化二钒、金属钒、钒铁、钒合金的生产工艺。3.了解钒电池等新材料的研发状况。重点:五氧化二钒、三氧化二钒工艺。难点:钒合金。第五章钛材料(10学时)教学内容:钛产品生产工艺。教学要求:1.了解钛材料产品种类。2.理解钛精矿、钛渣、钛白粉、海绵钛、钛材、钛合金的生产工艺。3.了解纳米钛白等新材料的研发状况。

重点:钛白粉、钛渣工艺。难点:纳米钛白。

当前8页,总共90页。4、考核考查,课程最终成绩将以论文(60%)、平时作业情况、出勤等(40%)成绩进行综合评定。5、参考资料教学参考书钛冶金莫畏冶金工业出版社1998.06热力学计算在海绵钛冶金中的应用李大成等冶金工业出版社2009.02镁热法海绵钛生产李大成等冶金工业出版社2009.02钛提取冶金物理化学孙康冶金工业出版社2001.11海绵钛冶金过程工艺及设备计算李大成等冶金工业出版社2009.02钛莫畏冶金工业出版社2008.01提钒炼钢黄道鑫冶金工业出版社2000.01钛白粉生产及应用技术陈朝华化学工业出版社2006.01当前9页,总共90页。6、课堂纪律7、课堂互动(学生报告课一次)8、笔记9、作业(20%)、出勤(20%)。谢谢你的”学”与本人的”教”相配合!当前10页,总共90页。第一章绪论(钒钛材料概况)第一节钒矿物种类单质钒(V),银灰色,原子序数23。钒占地壳质量的0.02%,在自然界均以共生矿存在,含钒矿物有70多种。重要含钒矿物如下表所示:其中,最重要的是钒钛磁铁矿,另外还有钒云母、复合多金属矿、磷酸盐矿、碳质页岩(石煤)和有机原料矿床等。当前11页,总共90页。表重要的钒矿物

矿物名称颜色化学式主要产地钒钛磁铁矿黑灰FeO·TiO2-FeO(Fe,V)2O3南非,原苏联,新西兰,中国,加拿大,印度等钾钒铀矿黄K2O·2U2O3·V2O5·3H2O美国钒云母棕2K2O·2Al2O3(Mg,Fe)O·3V2O5·10SiO2·4H2O美国绿硫钒矿深绿V2Sn(n=4~5)秘鲁硫钒铜矿赤褐2Cu2S·V2S6澳大利亚,美国磷酸盐钒铁矿Ca5(V04,PO4)3·(Fe,Cl,OH)美国,俄罗斯钒铅矿红棕Pb5(VO4)3Cl墨西哥,美国,纳米比亚钒铅锌矿樱红(Pb,Zn)(OH)VO4纳米比亚,墨西哥,美国铜钒铅锌矿绿棕4(Cu,Pb,Zn)O·V2O5·H2O纳米比亚,墨西哥,美国当前12页,总共90页。攀枝花现有流程简图原矿破碎磨矿选矿铁精矿烧结高炉含钒铁水转炉吹钒半钢炼钢一次尾矿磨矿选矿钛精矿高钛渣钛产品二次尾矿排放钒渣V2O5钒产品第二节钒材料的分类高钛型高炉渣轧钢当前13页,总共90页。由钒矿物通过各种生产工艺可以获得如下材料:含钒铁水钒渣V2O5V2O3钒铁(FeV)钒氮合金(VN)金属钒VO2碳化钒当前14页,总共90页。几种钒材料的工艺流程关系:钒渣(除杂提纯)→V2O5

(还原)→

V2O3

(还原)→金属钒第三节钒材料的用途钒渣:作为生产V2O5的原料。V2O5

:生产V2O3;生产FeV;作为化工行业催化剂。V2O3

:生产FeV;作为化工行业催化剂。FeV:作为合金元素大量应用于钢铁中,提高金属件的强度等性能,如重轨,飞机。此外,钒还可作为薄膜材料,电池材料领域。总之,钒材料的两大主要用途是:在钢中作为合金强化剂;催化剂。当前15页,总共90页。

钒在一些合金钢中的含量(%)

钢种钒含量(%)HSLA钢(highstrengthlowalloysteel)

低合金管线钢0.05淬火/回火容器钢0.35双相钢0.01-0.02合金钢

氮化钢(Cr/Mo钢)0.15-0.25碳化物强化钢0.09弹簧钢(例如硅/锰钢)0.15双相不锈钢是在其固溶组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半,一般量少相的含量也需要达到30%。氮化钢专门为渗氮零件设计、冶炼、加工的一种特殊钢种。合金元素总量小于3.5%的合金钢叫做低合金钢。当前16页,总共90页。

钒化合物在化学工业中的应用钒化合物处理方法最终用途五氧化二钒(V2O5)把SO2氧化为SO3的催化剂生产硫酸把环已烷氧化为已二酸的催化剂生产尼龙偏钒酸铵(NH4VO3)把SO2氧化为SO3的催化剂生产硫酸把苯氧化为顺丁烯二酸酐的催化剂生产不饱和聚酯(涤纶等)用作把萘氧化为苯二酸酐的催化剂生产聚氯乙烯三氯氧钒(VOCl3)用作乙烯和丙烯的交联生产乙烯,丙烯和汽车工业用的橡胶四氯化钒(VCl4)生产合成橡胶的催化剂合成橡胶当前17页,总共90页。第四节钒的发展历史1.1国外钒的发展历史

1801年,德尔·里奥(墨西哥矿物学家),基马潘(Zimapan)铅矿,发现一种新元素(铬、铀),名为红色素(它的盐类在酸中加热时呈红色),认为是一种铬的不纯物(80.72%的氧化铅和14.8%的铬酸)。

当前18页,总共90页。1830年,尼尔斯·格·塞夫斯特姆(瑞典化学家)炼生铁(瑞典塔饱矿石),分离出一种新元素,根据绚丽的颜色,命名为钒(Vanadium)(娃娜迪斯的名字)。

同年,沃勒尔(德国化学家)证明,Vanadium与红色素(Erythronium)是同一种元素──钒。当前19页,总共90页。1834年,在俄罗斯别列召夫斯克矿山的铅矿中发现了钒。

1839年,在俄罗斯的彼尔姆斯克的含铜砂岩中也发现了钒。

1840年,俄罗斯矿物工程师苏宾写道“含铜生铁、黑铜、铜锭是含钒合金,由于钒的存在,使它们具有较高的硬度”。

当前20页,总共90页。1867年,英国化学家娄斯科用氢还原氯化钒(VCl3),首次制得金属钒。在1869~1871年间发表了系列论文,为钒化学奠定了一定的基础。同时,他在研究英国西部的铜矿时,制备了V2O5、V2O3、VO、VOCl3、VOCl2和VOCl等钒化合物,并详细研究了它们的性质。

1882年,列·克鲁佐特钢铁公司用含钒1.1%的炼钢炉渣制得钒的磷酸盐,年产量约60t。用户是生产苯胺黑的染料厂。当前21页,总共90页。

在19世纪末20世纪初,俄罗斯开始利用碳还原法还原铁和钒氧化物首次制造出钒铁合金(含V35%~40%)。

1902~1903年俄罗斯进行了铝热法制取钒铁的试验。直到1927年,美国的马尔登和赖奇用金属钙还原五氧化二钒(V2O5),才第一次制得了含钒99.3%~99.8%的可锻性金属钒。

19世纪末,研究发现了钒在钢中能显著改善钢材的机械性能后,钒在工业上才得到广泛应用。至20世纪初,人们开始大量开采钒矿。当前22页,总共90页。

到目前为止,世界钒的生产矿石主要以钒钛磁铁矿为主,在俄罗斯、南非、中国、澳大利亚及美国等国家都有丰富的钒钛磁铁矿资源;此外在钒铀矿、铝土矿、磷岩矿、碳质页岩、石油燃烧灰渣等矿物均含有钒,都可作为提钒的原料;还有二次资源如废催化剂等也作为回收钒的资源。当前23页,总共90页。1.2国内钒的发展历史在20世纪三十年代我国地质学家常隆庆等人发现攀枝花地区蕴藏有大量钒钛磁铁矿。

1937年发现承德大庙铁矿中含有钒。

1942年日本帝国主义为了掠夺中国的钒资源,在锦州建立了“制铁所”生产钒铁。

1943年5月1日生产出第一炉钒铁(含V为30%),到1945年日本投降共生产出100多吨低钒铁。

当前24页,总共90页。1955年,西南地质局531地质勘探队对攀枝花钒钛磁铁矿进行了详细勘探。在进行地质勘探同时,1956年起我国进行了矿石选矿的可行性研究。

1955年发现马鞍山磁铁矿中含有钒。

1958年恢复了锦州铁合金厂,利用承德含钒铁精矿为原料,1958年9月4日沉淀出第一罐V2O5,10月20日炼出了新中国第一炉钒铁(含V35%)。当前25页,总共90页。1957年,在马钢0.5t侧吹转炉进行吹炼钒渣试验。

1958年9月,提交了攀枝花矿的勘探报告。冶金部在西昌成立了西昌钢铁公司。以后分别进行了0.5m3、1m3、11m3、28m3高炉炼铁试验。

1958年,在马钢1t侧吹提钒转炉进行吹钒试验。承德进行侧吹转炉提取钒渣试验。1958年,锦州铁合金厂研制出金属钒。

当前26页,总共90页。1960年,建成上海第二冶炼厂提钒车间,生产V2O5。

1962年,在马钢建成3t侧吹提钒转炉车间投产。

1965年,先后在马钢建成8t、在承钢建成10t吨侧吹提钒转炉生产钒渣,从此结束了我国用钒精矿生产V2O5的历史。但是钒的供应满足不了我国工业需要,每年还要进口V2O5或钒铁。当前27页,总共90页。

1964年,冶金部组织10多个单位百余人参加高炉冶炼攀枝花矿试验组。

1965年,在承钢100m3高炉冶炼钒钛磁铁矿试验成功。

1966年,攀枝花钢铁研究院等单位在首钢进行了雾化提钒小型试验。

1967年,在首钢516m3高炉炼铁、30t氧气顶吹转炉双联法提钒炼钢,直到轧材联动试验成功,制得钒渣,在锦州铁合金厂生产出V2O5和钒铁。

当前28页,总共90页。1970年7月,攀钢组成雾化提钒试验组,到1973年先后建成三座60t雾化提钒试验炉。到1978年,共生产雾化钒渣6万t。与此同时建成了峨嵋铁合金厂和南京铁合金厂钒车间,生产V2O5和钒铁。

1972年,锦州铁合金厂可生产99.9%品位的金属钒。

1978年,在攀钢建成雾化提钒车间,有两座120吨雾化提钒炉,进行钒渣生产。

1979年,锦州铁合金厂开发了品位55%~60%的钒铁和含钒40%~80%的钒铝合金。当前29页,总共90页。

1980年,开始出口钒渣(3208t)、V2O5(1041t)、钒铁(1882t)。从此中国从钒进口国变为钒出口国。

1987年,承德钢铁厂和马钢对原有提钒转炉进行扩建到20t转炉,年产钒渣都可达到2万t以上。

1980~1985年间,锦州铁合金厂开发了高钒铁、硅钒铁、碳化钒、氮化钒铁等炼钢钒合金添加剂。

1984年,攀研院开发出钒渣一次焙烧水浸提钒技术,并在国内推广,并获得了国家发明专利。

1990年,攀钢建成了2000tV2O5/a的生产车间。当前30页,总共90页。1992年,攀钢建成了用电铝热法冶炼高钒铁能力为600t/a试验车间。

1993年,攀钢引进了卢森堡电铝热法冶炼高钒铁设备,在北海建成了生产能力可达电铝热法生产铁合金1万t的车间。高钒铁设计能力为1300t/月。

1994年,攀钢开发了用煤气还原多钒酸铵制取V2O3技术。在西昌分公司进行了半工业试验,取得成功并获得国家发明专利。

1995年,攀钢将雾化提钒改为转炉提钒,建成了两座120吨设计能力11万t/a钒渣的转炉提钒炉,并投产。当前31页,总共90页。

1998年,攀钢从德国引进设备,建成了年产2400tV2O3的车间。同时,进行了V2O3冶炼高钒铁的试验。西昌分公司建成年产1200t五氧化二钒生产车间。同时,攀钢钒渣产量达到并超过了设计能力,创下历史最高水平。

1998年,攀钢与东北大学合作开发了氮化钒产品,并获得了国家发明专利。

1998年,攀钢从德国引进设备(其中V2O3设备已卖给奥地利),建成年产3350tV2O5的车间。以后又扩建使总V2O5能力达到了5150t/a。

1998年,中国工程物理研究院研制成功我国第一组1kW的全钒氧化还原电池样品。当前32页,总共90页。1999年,攀钢建成年产60t氮化钒试验装置。

2000年,攀钢开始进行二步法冶炼钒铝中间合金的试验。

2001年,攀钢建成了年产100t的氮化钒试验生产装置。

2004年,攀钢已经建成了设计能力年产2000t氮化钒的生产车间,攀研院又建成了年产300t的生产装置。近年来,我国钒的发展速度极快,产量已居世界第一位。当前33页,总共90页。1.3钒的应用发展方向

钒大量应用在钢铁中用来改善钢的性能;其次是用在化工催化剂(表1-2)、钛合金等方面;钒还用于生产锂离子电池和高导磁体、汞蒸气灯的变颜(调)色剂、X光靶子、定影剂,各种漆、涂料中的颜剂、还原剂、生产杀虫剂、黑颜料、墨汁及用于陶瓷、涂料与纺织工业的染料等。当前34页,总共90页。钒的应用的拓展方向首先是扩大钢铁中钒的应用途径,开发新的含钒钢种,以达到增加钒使用量的目的。其次,对钒的应用较新的研究领域是在功能材料方面的应用。(1)全钒蓄能电池

(2)钒基固溶体贮氢合金

(3)光学转换涂层(4)钒的发光材料

(5)钒颜料及变色材料

(6)纳米钒氧化物催化剂

(7)钒酸钇(YVO4)

当前35页,总共90页。第五节钛矿物种类

钛占地壳质量的0.56%(钒只占0.02%),在元素含量中排列第9位,在自然界基本上以共生矿存在,含钛矿物有70多种。重要含钛矿物如下所示:当前36页,总共90页。表自然界主要钛矿

矿物化学式TiO2%备注钛铁矿FeTiO345-53大多数火成岩和变质岩中的共生副矿。金红石TiO295-100中高级的共生副矿。共生碎石矿和钛铁矿的变异以及其它钛矿。锐钛矿TiO295-100金红石的低温多晶矿。通常为次级,由其它钛铁矿变异形成。板钛矿TiO295-100金红石和锐钛白的亚稳定多晶矿。常见于洞穴,断口和岩脉。其它钛矿的风化物,相对较少。假金红石Fe2Ti3O960-65钛铁矿在沉积中的变异。在变异钛铁精矿中常见。钛铁矿变异FeTiO3-Fe2Ti3O953-70指含钛铁矿混合物,假金红石,白钛石的钛铁矿变异矿。在重矿砂中常见。当前37页,总共90页。表自然界主要钛矿(续)

矿物化学式TiO2%备注白钛石高TiO270-100钛铁矿的变异矿,二氧化钛含量较高。偶尔有钙钛矿,通常含有微晶金红石,或锐钛白,较少的假金红石,钛铁矿,赤铁矿或针铁矿。榍石CaTiSiO540在变质岩、低级火成岩中广泛分布的副矿,可看作共生碎石矿。钙钛矿CaTiO358在火成岩和变质岩中存在的副矿。假板钛矿Fe2TiO533在火成岩中存在的副矿。形成一种钛铁矿和钛磁铁矿的氧化物。钛尖晶石FeTi2O436在碱性火成岩中存在的副矿。通常在磁铁矿中表现为脱溶薄层。钛磁铁矿Fe2O3·FeTi2O40-34指光学均匀的Fe—Ti尖晶石,在固溶物中,含有赤铁矿和钛尖晶石。在碱性火成岩中存在的副矿。钛赤铁矿Fe2O3·FeTiO30-30指光学均匀的赤铁矿—钛铁矿。在酸性低级斜长岩套内存在。当前38页,总共90页。世界钛矿资源分布图

当前39页,总共90页。其中重要的有钛磁铁矿、钛铁矿。金红石矿含钛量最高。钛矿按形成条件又分为岩矿和砂矿,按晶型结构又分为三种:锐钛型(A型)、金红石型(B型)、板钛矿型(B型)。第六节钛材料分类从矿物材料到最终的民用、军用材料,钛材料可分为10多种:当前40页,总共90页。钛精矿高钛型高炉渣天然金红石人造金红石高钛渣(酸溶渣、氯化渣)TiCl4钛白粉(锐钛型和金红石型)海绵钛(金属钛)钛合金钛的精细化工产品等当前41页,总共90页。其中主要的有钛精矿、高钛渣、钛白粉、海绵钛、钛合金材料。第七节钛材料的用途

金属钛、钛合金:用于航空航天及民用产品;

钛矿:生产钛渣、人造金红石、钛白粉;

钛渣:生产TiCl4、钛白粉;

TiCl4:生产海绵钛、氯化钛白粉;

海绵钛:用于生产金属钛或钛材。

最终产品主要是钛白、钛材。其它钛化工产品可用作颜料和催化剂。当前42页,总共90页。图根据最终用途分类的总钛铁矿需求

当前43页,总共90页。1.4世界钛的发展历史

1795年,克拉普罗特发现钛元素1875年,克利洛夫,钠还原法1876年,伯齐厄斯,钾还原K2TiF61887年,厄尔森、彼得森,钠还原TiCl41910年,亨特,在钢瓶内用钠还原TiCl4当前44页,总共90页。1925年,阿尔克尔、捷克尔,在热钨丝上分解TiCl41932年,克劳尔,钙还原TiCl41940年,克劳尔,在氩气保护下,用镁还原TiCl4当前45页,总共90页。1.5中国钛的发展

1954年,有色金属试验所(北京有色金属研究总院的前身)就开始从热河大庙钛铁精矿中提取钛的研究;1956年,与北京有色金属设计院(后名设计研究总院)共同设计年产60∽100t海绵钛的试验工厂;当前46页,总共90页。采用的流程为:

电炉脱铁炼高钛渣—制团竖炉氯化—收尘、淋洗、蒸馏分馏、精制四氯化钛—镁热还原—真空蒸馏—海绵钛。此流程奠定了以后工业生产流程基础。当前47页,总共90页。

20世纪50年代,我们还研究过电解低价氯化钛制取金属钛和以氢化钙还原二氧化钛制得氢化钛、再经脱氢制取金属钛等方法,都因产品质量差、成本高而未采用。还曾研究过碘化法提纯钛获得高纯钛(布氏硬度达到70∽80),并达到工业化生产规模。当前48页,总共90页。

抚顺铝厂的海绵钛生产车间(即前述的60t规模海绵钛实验厂)在1958年四季度开始试车,1959年6月投产。到1964∽1965年期间,初步解决了海绵钛的质量问题。当前49页,总共90页。

上海在20世纪50年代末期,依靠当地的技术力量,在万茂冶炼厂进行镁热还原法制取海绵钛的试验;并在研究基础上,设计建设上海第二冶炼厂(901厂)的海绵钛车间,于1966年投产。

遵义钛厂是我国规模最大、流程最完善的专业海绵钛厂。它是在1964年下半年开始筹建的,但因受十年动乱的影响,迟至1969年9月才投产,1970年9月才生产出第一炉海绵钛。当前50页,总共90页。1968年,我国又在英、美之后,自主开发了钠热还原生产海绵钛的方法,并先后在邢台电解铜厂和天津化工厂分别建成年产200t到500t的海绵钛车间。

70年代初,在广东湛江化工厂也建成钠还原海绵钛车间。这些钠还原法钛厂都曾生产出含铁低、质量好的海绵钛,但因生产规模小、钠价又高、成本高、产品含氯高等原因,销路不好,以致纷纷停产。但这几个厂为钠还原法生产低铁海绵钛和钛粉积累了经验,起到了技术储备作用。当前51页,总共90页。

与此同时,从1965年开始,我国研究开发高钛渣的沸腾氯化。当时世界上采取沸腾氯化制四氯化钛的生产所用原料,都是含二氧化钛在95%以上的金红石。而氯化含二氧化钛较低(∽80%)、含杂质较高的高钛渣的氯化设备,不是竖炉(如苏联、日本)就是熔融盐氯化炉(如苏联)。将沸腾氯化用在氯化高钛渣的生产上,是自我国开始的。首先在邢台,继之在天津、抚顺和上海,最后推广到遵义钛厂。

当前52页,总共90页。

上世纪80年代在进行攀枝花资源综合利用攻关过程中,我国科研人员成功地将此工艺用于含镁钙高的攀枝花高钛渣氯化。当然相应的沸腾氯化炉是经过必要改造的,应该说,将高钛渣的沸腾氯化用于工业上,我国在国际上还算居于领先地位。当前53页,总共90页。

这一时期,我国还曾继续开发用电解四氯化钛制取海绵钛的方法,先后从620、1000、2000、6000A直做到12000A电解槽规模,并都得到合格率在85%以上的海绵钛产品。但因电流效率低(50%)、电耗高(>4万kWh),不适用于生产而停止进行。当前54页,总共90页。

在钛的合金加工方面,这一时期最大的成就是建成了宝鸡有色金属加工厂和宝鸡有色金属研究所

(现名西北有色金属研究院)。这是我国第一个专门研制生产稀有金属材料的单位。它的特点是科研生产、材料和设备制造三结合的联合体,是1964年提出的三线建设的产物。它是将北京有色金属研究院十几年培养起来的与稀有金属合金加工有关的科研人员、熟练工人、多年积累和引进的稀有金属的熔炼、加工和理化检测研究设备,全部调往宝鸡,成了门类齐全、人才济济的稀有金属材料研究和生产相结合的单位。当前55页,总共90页。

在这时期,国内从事稀有金属材料研究的单位,还有科学院系统的沈阳金属研究所、上海冶金所,冶金系统的上海钢铁研究所、上海有色金属研究所,三机部的六院六所;工厂除苏家屯加工厂、宝鸡加工厂外,还有抚顺钢厂、上钢三厂和上钢五厂这些单位都为发展我国钛工业做出了积极的贡献。当前56页,总共90页。1978年至现在我国钛工业与整个国民经济的发展一同健康成长。在攀枝花资源综合利用攻关的带动下,除解决了攀西地区原生钛铁矿的氯化工艺外,还系统地完善了整个钛生产工艺。当前57页,总共90页。(1)确定攀枝花选钛工艺,建成攀枝花选钛厂,年产规模从5万t扩大为10万t,现向20万t发展。(2)掌握了自攀枝花钛精矿制取富钛料的两种工艺,即电炉高钛渣法和盐酸法制取金红石法,都达到了工业规模。(3)氯化除掌握上述两种方法外,对设备结构和产品精制都有所改善。当前58页,总共90页。(4)对海绵钛生产用还原蒸馏联合法的开发,从3t炉到5t炉都获得成功,并用于生产实际。(5)掌握了用攀枝花钛精矿硫酸法制取金红石型钛白的工艺。(6)推动氯化氧化法制取钛白的研究,达到千吨级的规模,积累了经验,培养了人才。当前59页,总共90页。1.6钛的应用发展方向钛原料主要用来生产钛白、金属钛(海绵钛)、含钛钢以及焊条涂料。钛白是白色颜料和化工原料。它广泛用于涂料、油墨、塑料、橡胶、造纸和化纤工业。钛白涂料,色彩鲜艳,色调纯正;钛白是纸张的高级填料,使纸张薄而不透明,白度高,光泽好,强度大和光滑好用。钛白用于塑料工业,是不透明的着色剂;用于橡胶工业,使白色和浅色橡胶强度高,伸展率大,耐老化和不易褪色。它也是化学纤维的最佳消光材料,使透明的化纤具永久性消光效果,并可提高韧性。此外,还用于搪瓷、电器、电子原料等等方面。当前60页,总共90页。

钒钛是稀缺的军工材料

从1947年美国首次实现金属钛工业生产以来,使用量不断增加,有科学家预言,本世纪钛将继铁、铝之后居金属家庭中的第三位,被大家称为“第三金属”。当前61页,总共90页。钛及其合金的特点:

密度小(4.51g/cm3)

强度高(有的达到1000MPa)

比强度大

高低温性能优异当前62页,总共90页。

钛的应用:

航空、航天

军事工业不可或缺的结构材料当前63页,总共90页。

钛材占金属材料的比重,作为衡量军用飞机性能的重要标志。

当前64页,总共90页。钒的应用领域:航空、航天、激光防护、核反应堆钒光学功能材料是发展新一代先进武器的重要材料当前65页,总共90页。

钒钛是高性能民用品材料

钛产业的终极用品:

钛白粉、钛材、钛制品当前66页,总共90页。金属钛的特点:

质量轻、强度大、耐腐蚀、无磁性。当前67页,总共90页。钛及其合金应用的行业:

石油、化工、医药、体育

钛白粉是性能优良的重要颜料。当前68页,总共90页。钛的应用:

运动器材、生物医用材料和汽车生产当前69页,总共90页。钒的特征:

银白色金属,可锻造,当含有氧、氮或氢时则变得脆、硬,是电的不良导体。钒的最主要应用:作为碳钢合金元素,约占钒总耗量的85%。当前70页,总共90页。钒的应用:

超导、医药、玻璃、陶瓷钒还应用于钛铝合金,化工催化剂,环保,储能。钒化合物还可作为干燥剂、玻璃及陶瓷的颜料及电子工业、宇航、玻璃、陶瓷工业等。

钒钛基储氢合金和超大容量钒电池是极具前景的新能源材料。当前71页,总共90页。开采条件优越:

分布集中,矿山水文、工程地质条件简单,适宜露天开采,运输条件良好。当前72页,总共90页。选冶难度很大:

晚期岩浆分异型矿床,铁、钒、钛等多种金属致密共生。当前73页,总共90页。

钛资源回收依赖于原矿开采规模;

钒资源回收依赖于炼钢生产的规模;

分选出的铁精矿钛含量高,冶炼困难;钛精矿钙镁含量高,深加工利用的技术难度大。当前74页,总共90页。第九节钒钛材料今后的发展趋势1、钒材料的发展趋势1.1在钒资源上更加注重二次钒资源的开发和利用1.2生产工艺上更加注意环保,采用新的技术保护环境1.3在应用上,在很长一段时间内钢铁工业仍将是钒的主要用户,因此开发新的含钒钢种,是影响钒用量的关键。1.4在市场供应上钒材料(原料)生产能力大大超过了需求1.5开发新型钒功能材料是科研工作的重点当前75页,总共90页。

2钛材料发展趋势2.1世界海绵钛需求进一步增长。2.2民用飞机用钛大大增加。2.3军事用钛稳步增加2.4汽车用钛最具发展潜力2.5钛白用量稳步增长,发展中国家需求强劲。

2010年,世界钛工业呈现一片欣欣向荣的景象。钛市场随着全球经济好转而壮大,随着科学技术的发展而拓宽应用领域,随着一般工业和航空工业的发展而繁荣。未来的全球钛市场将会持续稳定走强!

当前76页,总共90页。第十节攀枝花----“这里得天独厚”的由来

1965年3月4日,毛泽东主席对冶金部关于加快建设攀枝花的报告作了“此件很好”的批示,一场空前的艰苦卓绝地开发建设攀枝花钢铁工业基地的战斗从此打响。

当前77页,总共90页。1965年11月30日,邓小平率中央和国家机关有关攀枝花开发建设的部门领导一百余人,来到攀枝花,下榻于此,并在此审定攀枝花开发建设的总体方案。他站在攀枝花开发建设总体规划沙盘前兴奋的说:“这里得天独厚”。最后他代表党中央和国务院批准了这个方案,从而掀起了攀枝花开发建设的高潮。木棉花当前78页,总共90页。一、悠久的历史

攀枝花地区,历史悠久。这里是古人类起源地方之一。早在1900晚年以前,“腊玛古人”即在攀枝花的周边地区禄丰活动,史称“禄丰腊玛古人”,到了公元前600万年,“禄丰古人”已进化到“前蝴蝶人”阶段,转向元谋蝴蝶梁子地区活动。经过“蝴蝶人”(元谋蝴蝶梁子,距今400万年)、东方人(元谋县境,距今250万年)、元谋人(元谋县境,距今170万年)、回龙洞人(攀枝花民政乡境内,距今18000年)进化,终于发展为后来的的人类。

诸葛亮----“不毛之地”,“三擒孟霍”;“7户人家”在原始社会末期,黄帝的长子昌意及其部落便从黄河流域南下,降居雅砻江,与当地土著人杂居,传播中原文化。秦统一六国后,为图西南夷区,责令蜀太守李冰,先后修筑从现今成都到宜宾的“夷道”和宜宾到云南曲靖的“五尺道”。

当前79页,总共90页。二、丰富的自然旅游资源

独具魅力的旅游工业城市。气候条件优越,年均气温在20℃左右,无霜期达300天以上,年均日照2700小时,温暖凉爽、气候宜人、四季可游,被誉为“阳光之城”;年年开花的攀枝花苏铁、原始森林、高山草甸、地下海子、温泉、溶洞等构成了丰富的自然资源;有“象牙微雕钢城”之称的攀钢、有世界第三高坝的二滩水电站、国内仅存的地下战备电厂以及有“小小联合国”之称的欧方营地、奇趣横生的“万里长江第一漂”等等,独特的人文景观,具有非凡的吸引力;境内民族风情浓郁,42个少数民族的闲散杂居,她们的节庆歌舞,多姿多彩,各具特色;热带水果、宝玉石和“砚中奇品”苴却砚等特产丰富。这些都使得攀枝花具有巨大的工业开发价值,和国防战略的重要地位,正是这个原因,攀枝花才能得到邓小平同志的盛赞—“这里得天独厚”,使得攀枝花的开发与建设工作,得到党和国家领导人的关心。邓小平、贺龙、方毅、薄一波、李富春、郭沫若、乔石、江泽民等先后多次莅临攀枝花视察。当前80页,总共90页。三、丰富的矿产资源攀枝花地区,是我国最古老的陆地之一,蕴藏着驰名天下的宝藏。攀枝花地处攀西古裂谷中段。神奇的攀西古裂谷是富甲天下的聚宝盘。矿藏资源方面尤以钒钛磁铁及其伴生矿最为丰富,现已查明又大小矿藏36处,储量约100亿吨左右,预测储量可达364亿吨以上。钒钛磁铁矿不仅储量大而伴生有钒、钛、钴、镍、铜、铬、镓、钪、金、铂、硫、磷、硒、碲等多种伴生矿。这些伴生矿具有重要的战略意义。当前81页,总共90页。攀枝花钒钛磁铁矿资源储藏情况

已发现矿产种类76种,探明储量39种,具有储量大、分布集中、开采条件优越、综合利用价值高、选冶难度大等特点。当前82页,总共90页。资源储量大:

2008年保有储量为66.67亿吨,据最近的勘探结果,潜在贮量可达200亿吨。其中铁储量占全国的20%,伴生的钛、镓、钪、钴、铬等是国家重要的战略资源。当前83页,总共90页。

钛资源量保有储量(以TiO2计)4.28亿吨,占全国储量的93%,居世界第一位。

钒资源保有储量(以V2O5计)1047.86万吨,占全国储量的63%,居世界第三位。当前84页,总共90页。铬(Cr2O3)的保有储量为696万吨;钴(Co)的保有储量为7458万吨;镓(Ga)的保有

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