鎂熱法海綿鈦生產(chǎn)

1 概論

1.1 鈦冶金發(fā)展簡(jiǎn)史

1.1.1 鈦的發(fā)現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)室研究

1.1.2 鈦的工業(yè)化生產(chǎn)

1.2 鈦資源概況

1.2.1 鈦在地殼中的分布

1.2.2 鈦礦物的種類及其一般特征

1.2.3 鈦礦物形成的礦床

1.2.4 鈦礦的儲(chǔ)量及其開采

1.2.5 國(guó)內(nèi)外鈦精礦的化學(xué)組成

1.3 金屬鈦的應(yīng)用

1.4 金屬鈦的生產(chǎn)方法簡(jiǎn)介

2 鈦及其重要化合物的性質(zhì)

2.1 鈦的性質(zhì)

2.1.1 金屬鈦的物理性質(zhì)和熱力學(xué)性質(zhì)

2.1.2 鈦的化學(xué)性質(zhì)

2.1.3 鈦的力學(xué)性能

2.2 鈦的重要化合物的性質(zhì)

2.2.1 氧化物

2.2.2 鹵化物及氯氧化物

2.2.3 碳化物、氮化物、硼化物及氫化物

2.2.4 鈦的無機(jī)鹽和有機(jī)化合物

3 富鈦料（人造金紅石和鈦渣）生產(chǎn)

3.1 人造金紅石的生產(chǎn)

3.1.1 選擇性氯化法

3.1.2 還原-銹蝕法

3.1.3 稀硫酸浸出法

3.1.4 BCA稀鹽酸循環(huán)浸出法

3.1.5 濃鹽酸浸出法

3.1.6 選一冶聯(lián)合稀鹽酸加壓浸出法

3.1.7 稀鹽酸流態(tài)化浸出法

3.2 鈦渣熔煉

3.2.1 鈦渣熔煉概況

3.2.2 電爐還原熔煉鈦渣的原理

3.2.3 鈦渣的物相結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成及主要物理性質(zhì)

3.2.4 影響鈦渣熔煉的主要因素

3.3 鈦渣生產(chǎn)工藝流程

3.3.1 原料準(zhǔn)備

3.3.2 電爐料制備

3.3.3 電爐熔煉

3.3.4 成品渣加工

3.4 鈦渣生產(chǎn)的主要設(shè)備

3.4.1 破碎磨粉設(shè)備

3.4.2 電爐料制備設(shè)備

3.4.3 電爐設(shè)備

3.4.4 燒穿器和渣包

3.4.5 磁選設(shè)備

3.5 鈦渣生產(chǎn)實(shí)踐

3.5.1 原料準(zhǔn)備

3.5.2 電爐料制備

3.5.3 電爐熔煉

3.5.4 成品渣加工

3.6 鈦渣熔煉的物料平衡及熱量平衡

3.7 有代表性的鈦渣生產(chǎn)實(shí)例

3.7.1 QIT公司的鈦渣熔煉

3.7.2 南非理查茲灣公司（RBM）的鈦渣熔煉

3.7.3 前蘇聯(lián)的鈦渣熔煉

3.7.4 我國(guó)的鈦渣熔煉

3.8 鈦渣電爐冶煉的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

3.8.1 我國(guó)某廠6300kV·A電爐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

3.8.2 前蘇聯(lián)半密閉電爐熔煉鈦渣的主要指標(biāo)

3.9 鈦渣生產(chǎn)的發(fā)展方向

3.9.1 電爐的密閉化

3.9.2 設(shè)備的大型化

3.9.3 采用兩段法煉鈦渣

3.9.4 在旋流爐中熔煉鈦渣

4 粗TiCl4的生產(chǎn)——沸騰氯化及熔鹽氯化

4.1 氯化過程的基本原理

4.1.1 氯化過程的熱力學(xué)分析

4.1.2 氯化過程的動(dòng)力學(xué)分析

4.1.3 影響氯化的因素

4.2 氯化工藝

4.2.1 氯化方法概述

4.2.2 鈦渣的沸騰氯化

4.2.3 鈦渣的熔鹽氯化

5 粗TiCl4的精制

6 鎂還原法生產(chǎn)海綿鈦

7 還原產(chǎn)物的真空蒸餾和海綿鈦處理

8 MgCl2的電解和粗鎂的精煉

9 海綿鈦生產(chǎn)中的“三廢”處理和工業(yè)衛(wèi)生

附錄

附表1 常用鈦化合物的基本性質(zhì)

附表2 鎂還原系各組分性質(zhì)比較

附表3 FiCl4及其中所含雜質(zhì)的某些性質(zhì)

附表4 中國(guó)、美國(guó)、日本、前蘇聯(lián)海綿鈦標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo)

附表5 中國(guó)鈦及鈦合金牌號(hào)和化學(xué)成分（GB/T3620·1-1994）

參考文獻(xiàn)

…… 2100433B

《鎂熱法海綿鈦生產(chǎn)》共有9章，主要從基本原理、工藝流程和主要設(shè)備等方面介紹了鎂熱法海綿鈦的生產(chǎn)。首先，從鈦冶金發(fā)展、鈦資源、鈦的應(yīng)用和鈦的生產(chǎn)方法開始；接著分別介紹了鈦及其重要化合物的性質(zhì)、富鈦料（人造金紅石和鈦渣）及粗Ticl4的生產(chǎn)（沸騰氯化及熔鹽氯化）、粗Ticl4的精制。富鈦礦生產(chǎn)涉及人造金紅石的生產(chǎn)、鈦渣熔煉、鈦渣生產(chǎn)工藝流程和主要設(shè)備及生產(chǎn)實(shí)踐，還有鈦渣熔煉過程中的物料平衡及熱量平衡，并列舉了有代表性的生產(chǎn)實(shí)例等；然后主要從理論基礎(chǔ)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)工藝和主要設(shè)備幾個(gè)方面介紹了鎂熱還原法生產(chǎn)海綿鈦、還原產(chǎn)物的真空蒸餾和海綿鈦處理、Mgcl2的電解和粗鎂的精煉等；最后介紹了海綿鈦生產(chǎn)中的“三廢”處理和工業(yè)衛(wèi)生。

熱還原法煉鎂(productian of magnesium bythermal reduction process)是指在高溫下用還原劑將氧化鎂還原成金屬鎂的鎂冶煉方法。第二次世界大戰(zhàn)期間，由于鎂的需要量驟增，熔鹽電解法煉鎂生產(chǎn)的鎂已不能滿足需要，于是熱還原法煉鎂便發(fā)展成為金屬鎂生產(chǎn)的一種重要方法。

熱還原法煉鎂方法有皮江法煉鎂、半連續(xù)硅熱法煉鎂、波爾扎諾法煉鎂、碳熱法煉鎂及碳化物熱法煉鎂等 。2100433B

根據(jù)對(duì)鎂質(zhì)量的要求，可以采用不同的精煉方法。鎂的精煉方法主要有鎂熔劑精煉、鎂沉降精煉、鎂真空蒸餾精煉和鎂添加難熔金屬精煉等。前兩種方法主要是脫除粗鎂中的非金屬氧化物和鐵等雜質(zhì)。后兩種方法主要除去金屬雜質(zhì)，用于生產(chǎn)高純鎂。鎂精煉產(chǎn)出的精鎂通稱商品鎂 。

以金屬鎂作還原劑， 將四氟化鈾在高溫下還原為金屬鈾。鎂熱還原必須在密閉的 還原反應(yīng)彈中進(jìn)行。反應(yīng)彈材質(zhì)是軟鋼，爐襯可以是氟化鎂 渣、電熔融白云石或石墨。必須將四氟化鈾和鎂屑的混合物 料預(yù)熱到bso--}sa℃以引發(fā)反應(yīng)。反應(yīng)為放熱反應(yīng)，在反應(yīng) 溫度下，金屬鈾和氟化鎂渣均熔化呈液態(tài)，并借助于兩者的密 度差而澄清分層，金屬鈾聚集于反應(yīng)彈底部。2100433B