有色金属冶金学钛冶金
钛冶金
但是在有还原剂碳存在的条件下，二氧化钛 （TiO2 ）的氯化反应在较低温度（700～ 900℃）下即能顺利进行。 其总反应式可表示为： TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s)=TiCl4(g)+CO2 =-194815-53.30T<0
但是在有还原剂碳存在的条件下，二氧 化 钛 （ TiO2 ） 的 氯 化 反 应 在 较 低 温 度 （700～900℃）下即能顺利进行。其总 反应式可表示为： TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s)=TiCl4(g)+CO2 =-194815-53.30T<0
3、 钛的用途 钛和钛合金是理想的高强度、低密度结构材料。 因此在航空、航天、国防等工业用途十分广泛。 具体地讲就是用来制作诸如：飞机、宇宙飞船 外壳，各类发动机部件以及潜水艇等。与此同 时，利用其耐腐蚀性，记忆功能等特点，在化 工冶金，医疗日用品等行业也有着很重要的应 用前景，其中很值得一提的就是人造关节，假 肢等等。
氯化反应是在反应段中进行的，反应段 有圆柱形和扩大型两种，扩大型反应段 可以减缓气流在出口处的速度，因而可 减少烟尘量，减少了收尘系统的负担， 改善了劳动环境。反应生成的TiCl4，CO， CO2 ，Cl2 ，杂质氯化物等气体通过炉顶 出口排至收尘冷凝系统。渣则从排渣口 排出，通常排渣速度控制在加料速度的 7%左右。
7.1.2 氯化工艺
生产中有三种氯化工艺，即： 1、固定床氯化， 2、沸腾氯化 3、熔盐氯化。 其中固定床氯化已基本不采用。
7.1.2.1
沸腾氯化
工业生产上，钛渣的氯化一般在800～1000℃下 进行。在这样高的温度下，氯化过程为扩散控制， 因此，强化物质交换和热交换是强化氯化过程的 关键措施。而沸腾层的特点是，一定颗粒的固体 燃料被一定流速的气体（氯化过程就是Cl2 ）托 起，在反应区内剧烈翻滚，犹如液体沸腾一样， 因而气体与固体物质接触充分，传质和传热效果 非常好。沸腾氯化加快了反应速度，生产过程得 到强化，过程易连续，提高了设备生产能力和劳 动生产率。沸腾焙烧炉的结构如图所示。
钛冶金复习资料
一、填空1.TiCl4镁热还原-真空蒸馏法简称镁热法和克劳尔法。
2.钛的氧化物主要有TiO、TiO2、Ti2O3、Ti3O5。
3.TiO2的三种晶型：锐钛矿型、板钛矿型、金红石型。
4.自然界中产出的钛矿石经选矿富集成天然金红石和钛铁矿两种精矿。
5.富钛料包括：人造金红石和钛渣。
6.人造金红石方法：选择性氯化法、还原-锈蚀法、稀硫酸浸出法、盐酸浸出法。
7.电炉法生产钛渣根据品位和用途不同分为：低品位钛渣、高品位钛渣。
8.固体碳还原钛铁矿的最终产物：还原性气体、生铁或称半钢、钛渣。
9.熔化状态下的生铁和钛渣借助于密度的显著差异而分层：铁在下层，渣在上层。
钛铁矿的基本成分是偏钛酸铁Fe0·Ti0210.钛渣生产常用的还原剂：无烟煤、焦炭、石油焦。
11.钛渣炉料预处理的方法：预氧化、预还原、制团。
12.目前生产TiCl4的方法：熔盐氯化、沸腾绿化。
13.TiCl4是生产海绵钛和气相氧化法生产钛白的原料，也是制备钛酸酯和高纯TiO2超微粉的原料，它是在有碳存在下用氯气氯化高钛渣、金红石制得。
14.除钒的方法：铜除钒法、硫化氢除钒法、有机物除钒法、铝粉除钒法。
15.除钒的目的：脱色、除氧。
16.钛渣生产过程：原料准备、电炉料制备、电炉熔炼和成品渣加工四大工序。
17.粗TiCl4中钒杂质主要以VOCl3的形式存在。
二、名词解释1.简单蒸馏：多组分溶液经过一次部分气化和部分冷凝过程进行分离的方法。
2.精馏：多组分溶液经过多次部分气化—部分冷凝过程而达到分离的方法。
3.氯化冶金：是往物料中添加氯化剂使欲提取的金属成分转变为氯化物，为制取纯金属作准备的冶金方法。
4.熔盐氯化：是将钛渣和石油焦悬浮在熔盐介质中，和氯气反应生成TiCl4。
5.沸腾氯化：高钛渣与石油焦的混合料在沸腾炉内和氯气处于流态化的状态下进行氯化反应。
6.过还原：指生产TiO2含量高的钛渣，要求渣中FeO能较彻底的还原，然而，FeO被还原得愈完全，钛的低价氯化物也就越多，甚至出现碳氮化钛的这种现象。
金属冶炼中的钛矿石炼制技术
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自动化控制技术
采用先进的自动化控制技术，实现冶炼过程的自 动化控制，提高生产效率和产品质量。
智能化技术
结合人工智能、大数据、物联网等先进技术，实 现冶炼过程的智能化管理、预测和优化，提高生 产效益。
人才培养与技术交流
加强人才培养和技术交流，提高从业人员的技能 水平和创新意识，推动冶炼技术的创新发展。
总结词
通过电解熔融的钛矿石和氯化物，得到金属钛和氯气。
详细描述
熔盐电解法是一种具有潜力的钛矿石炼制技术，通过电解熔融的钛矿石和氯化 物，得到金属钛和氯气。该方法具有能源利用率高、生产效率高、环境污染小 等优点，但需要解决熔盐电解过程中的腐蚀和材料问题。
钛矿石的其他冶炼技术
总结词
除了上述几种方法外，还有一些其他的 冶炼技术，如高温还原法、氢还原法等 。
处理方法
废气处理方法包括燃烧法 、吸附法、吸收法等，可 根据废气的成分和浓度选 择合适的处理技术。
处理效果
经过处理后的废气应达到 国家排放标准，减少对大 气环境的污染。
冶炼过程中的废水处理
废水来源
钛矿石冶炼过程中产生的废水主要来源于矿石的洗涤 、冷却和设备的清洗等环节。
处理方法
废水处理方法包括沉淀法、过滤法、吸附法等，可根 据废水的成分和浓度选择合适的处理技术。
VS
详细描述
高温还原法是一种以碳或硅为还原剂的方 法，通过高温还原得到海绵钛或钛渣。氢 还原法则是以氢气为还原剂，在较低温度 下进行还原反应。这些方法各有优缺点， 在实际应用中需根据具体情况选择合适的 冶炼技术。
03
钛矿石冶炼过程中的环境 保护
冶炼过程中的废气处理
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钛冶金知识概括
目录1、钛的发现 (3)2、钛的性质 (3)2.1 钛的性质 (4)2.1.1物理性质 (4)2.1.2化学性质 (4)2.2钛的化合物 (5)2.2.1二氧化钛 (5)2.2.2四氯化钛 (5)3 钛工业的发展历史 (5)3.1 世界钛工业发展历史 (5)3.2我国钛工业发展历史 (6)3.3国内新建项目情况 (8)3.4 国内海绵钛行业存在的问题 (9)3.5钛冶金的发展方向 (10)3.5.1克劳尔法的技术进步 (10)3.5.2我国海绵钛冶炼技术的进步 (11)3.6钛白的发展情况 (13)3.6.1世界钛白粉发展历史 (13)3.6.2中国钛白粉的发展历史 (14)3.6.3钛白粉的生产工艺 (16)4、钛冶炼方法综述 (16)4.1 制取钛的各种途径 (17)4.2氧化钛的还原法 (17)4.2.1金属热还原法 (18)4.2.2碳还原法 (18)4.2.3氢还原法 (18)4.2.4电解法 (18)4.2.5 卤化钛还原法 (19)4.3 海绵钛的工业生产方法 (19)4.3.1 镁还原法 (20)4.3.2 钠还原法 (23)4.3.3镁还原和钠还原法的比较 (25)5 钛矿资源与选矿 (26)5.1 国外钛矿资源及分布情况 (26)5.2 我国钛矿资源及分布情况 (27)钛冶金概括1、钛的发现在1791年，英国矿物学爱好者-牧师W．格雷戈尔（w.Gregor）在英国门那新(Meneccin)山谷中发现了元素钛，1795年，德国科学家马丁·克拉普罗兹从匈牙利带回的矿物中成功地分离出一种新的金属氧化物，这种金属氧化物就是金红石(TiO2)，也就是我们钛厂所有的主原料。
当时，克拉普罗兹发现这种氧化物的时候也不知道氧化物是什么，只是证实其中含有与格雷戈尔所发现的元素一样的元素，所以，他把此元素命名为titanium（钛）取自神话中的“泰坦”（Titans），意指大地之神的儿子。
钛在钢中的物理冶金学基础
第一章钛在钢中的物理冶金学基础1．引言钛[1]（Titanium）是位于元素周期表第四周期(第一长周期)第IV副族的过渡族金属元素，原子序数为22，其外层电子结构为3d2 4s2，原子量47.867(1)[2]。
钛是英国化学家Gregor R W (1762-1817)在1791年研究钛铁矿和金红石时发现的。
四年后的1795年，德国化学家Klaproth M H (1743-1817)在分析匈牙利产的红色金红石时也发现了这种元素，他主张采用为铀命名的方法，引用希腊神话中泰坦神族“Titanic”的名字给这种新元素起名为Titanium[1]。
中文按其译音定名为钛。
Gregor和Klaproth当时所研究的钛是粉末状的二氧化钛，而不是金属钛。
因为钛的氧化物极其稳定，而且金属钛能与氧、氮、氢、碳等非金属元素强烈化合，所以单质钛很难制取。
直到1910年美国化学家Hunter M A 才第一次用钠还原法（亨特法）制得纯度达99.9%的金属钛[1]。
钛是具有固态多型性相变的元素，相变点882.5℃，该温度之上为体心立方结构的β钛，900℃时的点阵常数为0.332nm，而该温度之下为密排六方结构的α钛，室温(20℃)下的点阵常数为a=0.29506nm，c=0.46788nm，c/a=1.5857，接近于密排六方结构的理想值(8/3)1/2即1.633。
由此可计算得到其最近邻原子间距为0.28939nm，配位数为12时的原子半径为0.14609nm，比铁的原子半径大14.4%左右；其理论摩尔体积为1.0622×10-5m3/mol，理论密度为4.506 g/cm3，实际密度为4.506-4.516g/cm3，显著小于铁（理论密度7.875 g/cm3，实际密度7.870 g/cm3），故通常将钛归类为轻金属。
α钛和β钛的晶体结构见图1-1。
图1-1 hcp的α钛和bcc的β钛的晶体结构α钛的定压比热C p＝22.133＋10.251×10-3T（298-1155K）J/(K∙mol)，β钛的定压比热C p ＝19.832＋7.908×10-3T（1155-1933K）J/(K∙mol)，β→α相变潜热为4142J/mol。
钛冶金
6.3 从钛铁矿精矿生产人造金红石 还原锈蚀法： 将还原后的物料在酸性水溶 液中通空气搅拌，使铁变为Fe(OH)2, 在氧 化为铁锈Fe2O3 H2O，将其漂洗，获得 TiO292%以上的人造金红石 酸浸法： 将还原后的物料用酸（盐酸 或硫酸）在高温下浸在铁等杂质
6.4 四氯化钛的生产
二氧化钛的直接氯化 TiO2(s) + 2 Cl2 (g) = TiCl4 (g) + O2(g)
TiCl4及少量的 SiCl4, VOCl3液体留在淋 洗塔和冷凝器中，CO,CO2, Cl2, O2, N2, HCl 等气体进入尾气处理系统
6.4.4熔盐氯化
熔盐氯化的特点 1)原料适应性强 2）气相产物中TiCl4分压高 3）TiCl4杂质含量低 4）需消耗盐，产生废盐
6.5 四氯化钛的精制
元素周期表 (Periodic Table)
钛，Titanium，22 IVB族，[Ar] 3d24s2
6.1.4 钛矿物原料： 金红石（TiO2） 钛铁矿（FeTiO3）
6.1.5 钛精 矿的原则 流程
6.2 钛铁矿精矿的还原熔炼 不同温度下可能发生的反应
> 1473K 3FeTiO3+ C 3TiO2 + C
Fe + TiO2 + CO Ti3O5 + CO
1543--1673K 1543--1673K -Ti3O5 + C 3Ti2O3 + CO 1673--1873K 1673--1873K -Ti2O3 + C TiO + CO
6.2 钛铁矿精矿的还原熔炼 电弧炉， 电弧炉， 密闭系 统130 –135V, 12t/4h, 钛回收率 96% --96.5% 还原剂石油焦 或无烟煤
有色冶金
• 中国钛材的应用在20世纪70年代之前主要用 于航空等领域，1972年开始了钛材的民用推 广工作，近年来，钛在化工、冶金、电力、 电镀、食品、医疗器械及医疗行业，日常用 品等民生领域的应用得到了稳步的发展。尤 其是在高尔夫球头及眼镜架等方面的钛材用 量迅猛增加。 • 我国钛材的产量已不能满足国内需求，2001 年进口钛材约2240t，尤其是我国目前不能生 产带卷和薄壁焊管，使钛材在化工、电力、 船舶等行业所用的换热管均需依赖进口。
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第四节 钛矿物原料
• 钛在地壳中存在量为0.6％。在诸元素分 布序列中居第九位。通常是以二氧化钛或 钛酸盐的形态存在。 • 钛有同硅、铌、锆等形成络阴离子的倾向。 因此还有组成复杂的硅钛酸盐、钛铌酸盐 和钛锆酸盐等形态存在的矿物。
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• 目前最主要生产钛的矿物原料是金红石和 钛铁矿。 • 金红石中含TiO2为95％左右。是优质的工 业原料，但它的储量很少。金红石的密度 为4.2～4.3g／cm3，硬度为6～6.5，呈棕 红－淡黄－淡兰－淡紫－黑色等不一。其 组成是TiO2。
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四、硫酸钛
• 在硫酸溶液中钛主要是以钛酰基（TiO2+） 离子存在。它是最稳定的，可以从溶液中 以TiOSO4· 2O形式结晶析出。而正硫酸 2H 钛不能从溶液中析出。当稀释并加热硫酸 钛溶液时，则水解析出偏钛酸。 • 四价钛的硫酸盐在溶液中很容易被还原成 三价盐Ti2(SO4)3或酸式盐Ti3H(SO4)5。Ti3+ 离子呈紫色。
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• 虽然我国拥有9×108 t 的钛资源, 但实际可利用的并 不很多, 目前钛矿产能只有约12×105 t。钛白产能产 量都超过106 t, 海绵钛产能超过3×104 t。 • 生产1 t 钛白需消耗TiO2 含量为50%的钛铁矿约2.6 t, 浓硫酸约为4.2 t, 能源消耗约占总成本的1/4。 • 生产1 t 海绵钛约需消耗TiO2 含量为90%左右的钛渣 2.3 t, 耗电约为35000 kWh。 • 而生产1 tTiO2 含量为90%左右的钛渣, 需消耗TiO2 含量为47%的钛铁矿约2.1 t, 一定量的还原剂等, 耗 电高达3500~4000 kWh。
钛冶金经典版复习资料
钛的生产方法：镁热还原法、钠热还原法
钛在地壳中的含量是很丰富的，其分布序列占第九位，金属计第七位钛的存在状态：二氧化钛、钛酸盐
钛最重要的原生矿物：金红石、钛铁矿
钛的物理性质：密度小、强度高、耐高温性好、抗腐蚀性强
二氧化钛是一种多晶型氧化物：锐钛矿型、板钛矿型、金红石型
目前生产四氯化钛的方法：熔盐氯化、沸腾氯化
影响氯化的因素：氯化温度、氯气速度、物料的粒度和空隙度、配碳量、氯气浓度、料氯比、原料中钙镁盐含量
镁热还原法的反应机理：
镁热还原法的动力学因素：1）加了速度 2）反应温度 3）液面高低及反应压力
影响真空蒸馏的因素：1）蒸馏温度 2）蒸馏真空度 3）冷凝效果 4）海绵钛结构 5）蒸馏时间
提高海绵钛质量的措施：
金属钛具有那些优良的物理化学性质？
物理性质：密度小、强度高、耐高温性好、抗腐蚀性强
化学性质：
钛的氧化物有哪几种？二氧化钛有哪几种晶型？二氧化钛的哪种晶型最稳定？
氧化物：二氧化钛、五氧化三钛、三氧化二钛、氧化钛；晶型：锐钛矿型、板钛矿型、金红石型。
其中金红石型最稳定，其他两种晶型在
温度升高到一定限度后都会向金红石型转变。
写出三种以上钛的含氧盐的分子式
钛酸钾、钛酸镁、钛酸锌、钛酸锰、钛酸钙、钛酸铁
钛冶炼的原则流程由哪些关键工序组成？
P22
为什么要生产富钛料，工业上生产富钛料的常用方法有哪些？
天然矿物的二氧化钛品味低，铁氧化物和其他杂质氧化物的含量高，如果直接氯化将大大增加氯耗，且使绿化过程复杂化，增加收尘、淋洗分离作业的困难，同时影响四氯化钛的质量，所以钛铁矿精矿都不宜直接氯化，而要通过不同的方法富集成富钛料才能作氯化材料。
生产方法：选择性氯化法、还原—诱蚀法、酸浸出法。
钛冶金PPT演示课件
所以还原过程大部分时间是在熔融状态下进 行。钛渣的密度比生铁的密度小，因此渣相 浮在上面，熔融铁水位于下面。
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固态还原过程(<1500K) Fe2O3 + C = 2FeO +CO Fe2TiO5 + TiO2 + C = 2FeTiO3 +CO
在化工（ ）、冶金（ ） 烧碱、造纸
浸出槽、罐、管道、泵等
石油（开采、石化）等工业应用。陆地金属；
船舶制造、海水淡化、海洋石油开采等：
前苏联建造的3000t级核潜艇6—7艘，用钛合金板制作双层壳体。这些核潜艇具有无磁性，下潜深度深(达 900m)和航速快等特点，每艘用钛560t；
海上金属。
5
在国防工业中的应用：火箭、导弹外壳、喷嘴、火箭发
8
两 （4）镁循环。内循环与外循环。
个
循 环
（5）氯循环。
产品：钛白、海绵钛、金属钛及其制品、
钛铁合金、金属钛粉、人造金红石、四
氯化钛、钛渣。
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氯 循 环
Mg循环
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3.2 钛铁矿精矿的还原熔炼——预富集
方法之一
富集含钛物料的原因
（1）在后续工序中，减少其他原料消耗， 降低生产成本；
（2）减轻后续分离、净化、处理副产品工 序的负担，简化工艺过程；
（3）增大设备单位容积的产能。
钛铁矿精矿还原熔炼原理：钛精矿中主要伴 生FeO 和Fe2O3，由于钛和铁对氧的亲和力 不同，它们的氧化物生成自由焓有较大的差 异，因此，经过选择性还原熔炼，分别获得 生铁和富钛渣。
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工艺简介： 在矿热式电弧炉内，于1600－石
钛冶金ppt
据联邦德国和美国1980年统计数据，世界钛 资源(不包括中国)，以TiO2。计，共4．1亿t， 其中钛铁矿3．8亿t，占93％； 金红石0．28亿t，占7％。 在钛铁矿储量中，以岩矿居多，占77％，其余为 砂矿。 金红石储量均系指砂矿。 另外，还有次经济价值的钛资源储量，以TiO2计， 共计7．7亿t，其中钛铁矿6．2亿t，其余为金红 石。 在世界钛资源中，钛铁矿储量多的国家是加 拿大、挪威、南非和印度，其次是美国、澳大利 亚、前苏联等；金红石储量多的国家是巴西、澳 大利亚、印度、南非和塞拉利昂等。
钛 冶 金 学
东北大学有色冶金研究所 吴文远 2006年10月
2015年1月29日星期四
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第三篇 钛冶金
第一章 概述
第一节 钛的资源 第二节钛的主要用途 第三节钛冶金主要过程
第二章 富钛料的生产
第一节 钛铁矿还原熔炼原理 第二节 富钛料的生产工艺
第三章 四氯化钛的生产
第一节 氯化的必要性 第二节 氯化原理 第三节 氯化的工艺方法
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金属钛及合金的用途
金属钛的消费比例，因国家而异。 航空航天工业（应用最大的领域）： 在此领域中，美国占80.4％(其中民用机40.1%， 军用机40．1％)，前苏联占50％，欧洲占57％， 日本仅占10．3％。 在非航空工业中： 以日本为例，电力用钛占31．8％，化工用钛占 24．7％，电极用钛占4．1％，其他工业用钛占 29．1％。 由此看出，钛的应用已由航空航天工业扩展到化 工、冶金、电力、船艇和日常生活领域中。
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有色金属冶金概论-钛冶金
9.5 海绵钛的生产
9.5 海绵钛的生产
2、钠热法生产海绵钛（亨特法） 钠热还原法生产海绵钛是用钠还原TiCl4制取金属钛： TiCl4(g) + 4Na(g, l) = Ti(s) + 4NaCl(l) 反应物经冷却，磨碎用水和稀盐酸浸洗，洗去NaCl和多余的 钠，再经烘干即得钛粉。
9.1 概述
3．钛的化合物 钛最重要的和最稳定的化合物是二氧化钛 (TiO2）和四氯化钛 TiCl4 。 二氧化钛是处理含钛原料获得的重要产品之一，纯二氧化钛呈 白色，不溶于水、弱酸和碱溶液中，在加热时能溶于浓的硫酸、盐 酸、硝酸和氢氟酸中。 四氯化钛是一种无色透明的液体，熔点为250K，沸点409K， 密度1727kg/m3，在潮湿空气中或遇水发生水解产生腐蚀性白烟 ： TiCl4 + 3H2O = H2TiO3 + 4HCl
有色冶金概论
——钛冶金
昆明理工大学冶金与能源工程学院
9.1 概述
9.1.1 钛的性质和用途 1．物理性质 钛是重要的稀有高熔点金属，为银白色金属。高纯钛的延伸率 可达50～60%。 2. 化学性质 钛是元素周期表中第4周期IVB族元素，元素符号Ti，原子序数 22，原子质量47.88。钛的化合价有-1、0、+2、+3、+4，其中以+4 化合物最稳定。
坨 状 海 绵 钛
9.5 海绵钛的生产
1、 镁热还原法生产海绵钛（克罗尔法或克劳尔法） 镁热还原法生产海绵钛是用镁还原TiCl4制取金属钛，由镁还 原、真空蒸馏分离还原产物中的Mg和MgCl2、成品处理（破碎、分 级）等作业组成。 镁还原TiCl4是在充满惰性气体的密闭钢制反应罐中进行，还原 温度750~800℃： TiCl4(g) + 2Mg(g, l) = Ti(s) + 2MgCl2(l)
钛、锆、镍湿法冶金技术
钛、锆、镍湿法冶金技术
钛、锆、镍湿法冶金技术是一种以水溶液为介质，通过化学反应将金属物质从矿石中提取出来的方法。
该技术广泛应用于钛、锆、镍等金属的生产和加工过程中。
在钛湿法冶金技术中，主要采用钛矿的硫酸法和氯化法两种方法。
硫酸法主要适用于高钛矿石，通过加入硫酸和氧化剂，使钛矿石中的钛元素溶解于水溶液中。
氯化法主要适用于低钛矿石，通过加入氯气将钛矿石中的钛元素转化为氯化物，再用水溶液将其提取出来。
在锆湿法冶金技术中，主要采用锆石的氢氟酸法和氯化法两种方法。
氢氟酸法主要适用于高锆石，通过加入氢氟酸将锆石中的锆元素转化为氟化物，再用水溶液将其提取出来。
氯化法主要适用于低锆石，通过加入氯气将锆石中的锆元素转化为氯化物，再用水溶液将其提取出来。
在镍湿法冶金技术中，主要采用镍矿的氨溶法和氯化法两种方法。
氨溶法主要适用于高镍矿石，通过加入氨水将镍矿石中的镍元素溶解于水溶液中。
氯化法主要适用于低镍矿石，通过加入氯气将镍矿石中的镍元素转化为氯化物，再用水溶液将其提取出来。
综上所述，钛、锆、镍湿法冶金技术是一种重要的金属提取方法，可广泛应用于钛、锆、镍等金属的生产和加工过程中。
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有色金属冶金概论-钛冶金21页PPT
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
谢谢！
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
钛、锆、镍湿法冶金技术
钛、锆、镍湿法冶金技术
钛、锆、镍湿法冶金技术是一种重要的冶金工艺，用于生产钛、锆、镍及其合金。
该技术过程中，利用化学反应和物理分离的原理，将金属离子还原成金属元素，并将其与其他元素合成合金。
这种湿法冶金技术具有高效、低成本、环保等特点，已经成为现代冶金工业中的主要手段之一。
钛、锆、镍湿法冶金技术的发展与应用，不仅对于提高金属材料的性能、开发新型合金材料、促进工业生产的发展具有重要意义，也为人类社会的经济发展和环境保护做出了巨大贡献。
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钛冶金期末复习
1.钛的生产方法：镁还原----真空蒸馏法。
2.目前MD法被公认为最有竞争力的工艺，传统的SL法和ML法已被淘汰。
3.钛被人们用于日常生活是因为钛及钛合金具有：质轻、强度高、耐腐蚀并兼有外观漂亮等综合性能。
4.具有开采价值的钛矿床可分为：岩矿床和砂矿床两大类。
5.对钛铁矿富集方法：目前工业上广泛应用的有，电炉熔炼法、酸浸法、还原锈蚀法。
其中电炉熔炼法的产品是钛渣。
其他方法的产品是人造金红石。
高钛渣主要用于焙烧成人造金红石和流态化氯化生产四氯化钛。
低品味的钛渣用于硫酸法生产钛白。
也称酸溶性钛渣。
6.熔炼高钛渣的有害杂质主要有硫和磷。
7.从工艺和经济的合理考虑应选择活性高、电导率低、灰分低、挥发分低、含硫量低和廉价的还原剂。
8.常用的氯化剂：（1）采用氯化焙烧法制取ticl4氯化剂为氯气。
（2）氯化浸出制取人造金红石使用nh4cl4、hcl和fecl3等。
9.不正常流态化包括：沟流和腾涌。
10.制取四氯化钛有流态化氯化、熔盐氯化和竖炉氯化三种氯化方法。
11.实践中可以用排出炉渣的颜色来检验配碳比是否正确，当炉渣颜色呈灰色时，说明采用的实际配碳比正合适。
当炉渣颜色呈黄色时，说明采用的实际配碳比大了。
当炉渣颜色呈黑色时，说明小了。
12.除高沸点杂质的方法是蒸馏法，除低沸点杂质的方法是精馏法。
13.精制除钒的目的不仅是为了脱色也为除氧。
14.金属镁的工业生产方法有：mgcl2熔融盐电解法和mgo的热还原法两种。
15.镁的精炼工业方法有：溶剂再熔法和蒸馏法。
16.产品硬度既是杂质含量的综合指标也是质量的综合指标。
17.真空熔炼的方法有电弧熔炼、电子束熔炼和等离子体熔炼。
18.钛白颜料主要用于涂料、油墨、塑料、造纸、化纤和橡胶等工业部门。
19.生产钛白的六大环节有：钛液的制备、钛液的水解、偏钛酸的净化、偏钛酸的前处理和煅烧、二氧化钛的粉碎和后处理。
20.钛的化合物分为：钛的简单化合物、钛的络合物。
其中钛的简单化合物包括酸化物、盐类、金属间化合物。
(完整word版)钛冶金知识概括
目录1、钛的发现 (3)2、钛的性质 (3)2.1 钛的性质 (4)2.1.1物理性质 (4)2.1.2 化学性质 (4)2.2钛的化合物 (5)2.2.1二氧化钛 (5)2.2.2四氯化钛 (5)3 钛工业的发展历史 (5)3.1 世界钛工业发展历史 (6)3.2我国钛工业发展历史 (6)3.3国内新建项目情况 (8)3.4 国内海绵钛行业存在的问题 (9)3.5钛冶金的发展方向 (11)3.5.1克劳尔法的技术进步 (11)3.5.2我国海绵钛冶炼技术的进步 (11)3.6钛白的发展情况 (13)3.6.1 世界钛白粉发展历史 (14)3.6.2 中国钛白粉的发展历史 (15)3.6.3 钛白粉的生产工艺 (16)4、钛冶炼方法综述 (17)4.1 制取钛的各种途径 (17)4.2氧化钛的还原法 (17)4.2.1 金属热还原法 (18)4.2.2 碳还原法 (18)4.2.3 氢还原法 (18)4.2.4 电解法 (18)4.2.5 卤化钛还原法 (19)4.3 海绵钛的工业生产方法 (20)4.3.1 镁还原法 (20)4.3.2 钠还原法 (23)4.3.3镁还原和钠还原法的比较 (25)5 钛矿资源与选矿 (26)5.1 国外钛矿资源及分布情况 (27)5.2 我国钛矿资源及分布情况 (28)钛冶金概括1、钛的发现在1791年，英国矿物学爱好者-牧师W．格雷戈尔（w.Gregor）在英国门那新(Meneccin)山谷中发现了元素钛，1795年，德国科学家马丁·克拉普罗兹从匈牙利带回的矿物中成功地分离出一种新的金属氧化物，这种金属氧化物就是金红石(TiO2)，也就是我们钛厂所有的主原料。
当时，克拉普罗兹发现这种氧化物的时候也不知道氧化物是什么，只是证实其中含有与格雷戈尔所发现的元素一样的元素，所以，他把此元素命名为titanium（钛）取自神话中的“泰坦”（Titans），意指大地之神的儿子。
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偏钛酸
偏钛酸呈白色，加热变黄。偏钛酸不溶于水、 稀酸、碱溶液中，但能够溶于热的浓硫酸中。 偏钛酸是硫酸法钛白生产过程中的重要中间产 品，通过偏钛酸脱水而成二氧化钛，开始脱水 温 度 为 200℃ ， 工 业 生 产 的 实 际 煅 烧 温 度 为 850~1000℃。 偏钛酸可以用金属钛与40%的硝酸反应生成 偏钛酸和一氧化氮来制备，也可以通过金属钛 与氨中的过氧化氢反应制备，还可以通过TiCl4、 Ti(SO4)2、TiOSO4的水解或正钛酸的真空干 燥来制备
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钛的其它氧化物
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钛酸及其盐
钛 酸 主 要 是 正 钛 酸 （ H4TiO4 ） 和 偏 钛 酸 （H2TiO3）。 正钛酸是一种不稳定的白色无定型粉末，热水 洗涤、加热、真空干燥均可使之转化为偏钛酸。 正钛酸是两性化合物：常温下既易溶于无机酸 及强有机酸溶液中，也能够溶解于热的浓碱溶 液中。正钛酸不溶于水或醇，但易转化成胶体 溶液。
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钛的硫酸盐
钛 的 硫 酸 盐 有 Ti(SO4)2 、 Ti(S2O7)2 、 T对iO于(钛SO冶4)金、过Ti程4O而5(S言O4，)3最、有Ti7价O1值3(S的O是4)等硫， 酸氧钛——TiO(SO4)。 硫酸氧钛溶解于冷水、硫酸中生成硫酸 基钛酸，被热水水解生成偏钛酸，偏钛 酸进一步焙烧而生成二氧化钛。上述过 程在硫酸法钛白生产中具有重要实际意 义。硫酸氧钛是一种白色结晶，具有双 重折射性，通常以无定型粉末存在，加 热时放出三氧化硫气体。
钛液净化： Fe2(SO4)3 + Fe == 3FeSO4
水解沉淀： TiOSO4 + H2O ==H2TiO3↓+H2SO4
高燥煅烧：
H2TiO3 ==TiO2+ H2O↑
10H2TiO3•SO3 ==10TiO2 +10H2O↑ +SO3↑
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TiO2的晶型转化
金红石型二氧化钛是四方晶系，晶格中心有一 个钛原子，其周围有6个位于正八面体棱角处 的氧原子，两个TiO2分子组成一个晶胞，其晶 胞参数为a=0.4584nm，c=0.2953nm。 锐钛矿型二氧化钛也是四方晶系，但由4个 T定iO，2加分热子到组6成1一0℃个便晶开胞始。缓该慢晶转型化仅为在金低红温石下型稳， 730℃时候的转化速度比较明显，915℃可以 完全转化为金红石型。 板钛矿型TiO2属于斜方晶系，6个TiO2分子组 成一个晶胞。该晶型是不稳定晶型，加热到 650℃则转化为金红石型。
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钛酸盐
钛的含氧酸盐有正钛酸盐（Me2TiO4）、 偏钛酸盐（MeTiO3）和多钛酸盐 （MeTi2O5），一般可以把钛的含氧酸 盐看成是其它金属氧化物与二氧化钛结 合成的复合氧化物。它们可以通过混合 氧化物粉末，然后控制条件下烧结而制 备。
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常见钛酸盐及其性质
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概述——续
世界钛白生产能力目前已处于高度集中的状况
主要生产公司：
美国杜邦、
英国Tioxide，
美国SCM、
德国克朗诺斯、 芬兰凯米拉、
占世界钛白粉生 产能力的82％
美国克尔――麦吉、
日本石原、
德国拜耳、
法国罗纳――普朗克、
德国萨其宾
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概述-续2
美国、德国、日本和英国是钛白主要消 费国。 塑料工业需求增长率可达６％， 造纸工业为３％， 涂料工业为2.3％， 其它用途为２％。
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钛白粉的生产方法
硫酸法、氯化法
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硫酸法钛白生产 ——生产原理
基本原理：使原料钛铁矿或高钛渣中的 钛与浓硫酸反应生成硫酸氧钛（TiOSO4 酸性条件下可溶于水）溶液，该溶液经 过净化、除杂质以后，控制溶液的PH值， 加晶种使硫酸氧钛进行水解成为偏钛酸 (H2TiO3)沉淀，然后将偏钛酸进行煅烧、 表面处理得到合格的TiO2颜料。
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TiO2的主要应用
T的iO化2是工钛产冶品金和过迄程今的为重止要已原知料的，最也好是的一白种色重颜要料 而广泛应用在油漆、涂料、化妆品等行业，此 外，二氧化钛还广泛用于搪瓷釉料的乳白剂、 电焊条外层涂料（焊药）、耐热玻璃、乳白玻 璃及微晶玻璃。
近年来，二氧化钛的光催化作用、光化学活性、 吸收紫外线能力等的不断开发，进一步拓广了 二氧化钛作为催化剂、吸收剂、抗菌剂、除臭 剂、防晒剂等方面的应用，尤其是二氧化钛作 为室内空气净化、自洁玻璃/陶瓷等方面的应 用研究非常活跃 ；TiO2在光伏电池中液有应用。
钛冶金（二）
——钛白粉（TiO2）的生产
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概述
二氧化钛（俗称钛白）自1916年在挪威 建成第一家工业生产厂以来，它作为一种 大宗的无机精细化工产品，以其优异的物 理、化学、光学和颜色性能，加上技术的 不断进步，已大量用于涂料、塑料、橡胶、 造纸、油墨、化纤、搪瓷、陶瓷、电子、 冶金等工业，现仍处于成长稳定期，生产 方法有氧化法和硫酸法。
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硫酸法钛白生产 ——主要步骤
硫酸法钛白的主要生产过程包括：钛液制备、钛液的 水解、偏钛酸的净化与煅烧、TiO2的粉碎与表面处理 等工艺过程，各个过程所发生的主要反应是：
钛液制备：FeTiO3 + 2H2SO4 ==TiOSO4 +FeSO4 +SO4 ==Ti(SO4)2 +FeSO4 +2H2O Fe2O3 + 3H2SO4 ==Fe2(SO4)3 + H2O
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钛的氧化物
在钛的氧化物中主要是TiO2、TiO、 Ti2O3、Ti3O5等，而且钛-氧间还存在许 多低价化合物，它们彼此间可以形成固 溶体。
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二氧化钛
二氧化钛，俗称钛白粉，在TiO1.90~2.0的 组成范围内稳定。是一种白色粉末，有 金红石、锐钛矿、板钛矿三种晶型，其 中金红石型是最稳定的晶型。