(生产管理知识)海绵钛生产工艺
海绵钛生产工艺范文
海绵钛生产工艺范文
一、简介
海绵钛是钛的合金钢，它具有极高的抗腐蚀性能和比表面积，用于普通液体和气体的过滤，吸附，混合，气液分离，冷凝，干燥，热交换，绝热等等。
海绵钛的主要原材料是进口烯烃和钛粉，在适当的氧气温度（1000～1500℃）的环境下，将烯烃和钛粉按一定的比例混合，经过预处理、焙烧和拉拔成型、加热及冷却等工序，制成符合质量标准的海绵钛产品。
二、海绵钛生产工艺
1.预处理
预处理是指将烯烃和钛粉在适当的温度下进行混合和定型，以质量上满足海绵钛产品制备要求。
在预处理过程中，首先将烯烃和钛粉按照一定的比例混合，使其完全溶解，然后就热压机进行定型。
2.烧结
焙烧是指将混合的烯烃和钛粉烧结成半成品或成品海绵钛，使它们之间的构成固化。
大多数目前焙烧技术使用的是电热烧结，它的工作原理是通过热压烧结技术将烯烃和钛粉烧成一体，使其在1200
1400℃的氧气中构成固化。
3.拉拔成型
拉拔成型是将焙烧好的半成品海绵钛通过拉拔机经过拉拔成型，因为它们完全形变而成完整的成品海绵钛形式，拉拔钢丝的厚度可根据所需制品的性能来调节。
海绵钛生产工艺
海绵钛生产工艺海绵钛生产工艺是指通过化学反应的方法将纯度较高的钛酸盐原料制成海绵状的钛金属产品的过程。
下面将介绍一种常见的海绵钛生产工艺。
首先，制备海绵钛的原料是钛酸盐。
钛酸盐是一种含有钛离子的化合物，常见的有硫酸钛、氯化钛等。
硫酸钛是最常用的原料，制备海绵钛的工艺主要包括酸法、热法、气相法等。
酸法是一种比较常用的制备海绵钛的方法。
首先将硫酸钛溶解于水中，得到含有钛离子的溶液。
然后将该溶液加入到反应器中，在适当的温度下进行反应。
反应时通常需要添加一些还原剂，如亚硫酸钠等。
还原剂的作用是将钛离子还原成钛金属。
反应过程中，溶液中的钛金属会以海绵状的形态析出，形成海绵钛。
热法是另一种常见的制备海绵钛的方法。
该方法是通过高温还原的方式制备海绵钛。
首先将硫酸钛或其它钛酸盐原料放入炉中，加热至一定温度。
在高温下，钛酸盐会发生热分解反应，生成氧化钛和硫酸氢。
然后，将生成的氧化钛还原成钛金属。
这种方法相较于酸法较为简单，但是需要高温条件。
因此，该方法适用于一些高温环境下的制备。
气相法是另一种常见的制备海绵钛的方法。
该方法利用气相反应的原理，通过将钛原料与氢等还原剂在一定温度下进行反应，生成海绵钛。
一般来说，气相法制备的海绵钛质量较好，纯度较高。
但是该方法设备复杂，成本较高。
无论采用哪种方法制备海绵钛，一般还需要进行后续的处理工艺，如过滤、洗涤、干燥等，以获得更纯净的海绵钛产品。
此外，海绵钛还可以通过压制等工艺成型成不同形状的制品，如片状、块状、粉末等。
总结而言，海绵钛生产工艺主要包括酸法、热法和气相法等方法。
这些方法都是通过还原反应将钛酸盐原料制成海绵状的钛金属产品。
随着科技的不断发展，海绵钛的生产工艺也在不断改进，以提高生产效率和产品质量。
海绵钛生产工艺综述
的工业规模生产。
该法是目前世界上应用最广的海绵钛生产工艺。
图1Kroll法流程图[2]Kroll法是在密闭的钢制反应器中进行的。
将纯金属镁放入反应器中并充满惰性气体，加热使镁熔化，在800~900℃下，以一定的流速TiCl4，使之与熔融的镁反应。
反应式为:TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2在反应温度下，生成的MgCl2（熔点为714℃）呈液态，可以及时排放出来。
在900~1000℃及一定真空度的条件下，将残留的MgCl真空蒸馏出去，获得海绵状金属钛。
反应产物MgCl2电解再生Mg循环再用[1]。
Kroll法在实际生产中也显露出一些问题：如生产过程中产生的废气废水对环境有污染；反应中镁的利用率低（约70%），损耗大；消耗的能源很大，约占总能耗的28%~34%。
Hunter法（钠热还原法）Hunter法发明于1910年，流程与Kroll法类似，但使用Na 成。
图2Hunter法流程图Kroll法和Hunter法均不能连续生产，在生产过程中必须对反应炉进行装料、高温加热、以及卸料操作，使其能耗高，周期长，生产成本比较高；且产品钛呈海绵状，必须对其进行除杂质和固结等后续加工，无法直接使用，使成本进一步增加[1]。
表1Kroll法和Hunter法的比较序号项目Kroll法Hunter法还原剂特点镁熔点低，净制和输送较困难钠熔点低，易于净制和输送还原产物处理方法MgCl2易吸水，易潮解，宜用真空蒸馏除去NaCl不吸水，不潮解，可用水洗除净投资情况设备复杂，投资大设备较简单，投资较低海绵钛特点含Cl-少；海绵钛块大，且致密、粉末少，松装密度大（1.2~1.3g/cm3）含铁氧少，而含Cl-多；海绵钛块小，且疏松、粉末多，松装密度小（0.1~0.8g/cm3）产品熔铸性能好，挥发分少较差，挥发分多还原作业情况速度稍慢，放热量稍小，操速度快，放热量大，操作简单；作者简介：胡耀强（1988—），男，内蒙古通辽人，助理工程师，研究方向为材料成型。
海绵钛生产工艺
由我公司出资，结合攀钢研究院的技术，建成了首条攀钢高炉渣综 合利用生产四氯化钛的低温氯化中试线，为国家重点科研项目，已 完成设备调试和冷试车。
一、海绵钛生产工艺简介
采用国内钛矿生产的高钛渣∑(CaO+MgO)含量比较高，其 中：采用云南钛矿生产的高钛渣含量为1.5％～2％，采用 两广钛矿生产的高钛渣含量为2％～3％，采用攀西地区钛 矿生产的高钛渣含量为9％～11％。为解决CaO、MgO含量 高的钛渣氯化问题，国内采用无筛板氯化炉技术，同时缩 短排渣周期，使氯化钙和氯化镁及时从床层中排出，避免 其 富 集 。 其 氯 化 炉 的 内 径 为 Φ1.2 ～ 2.4m ， 采 用 内 径 为 Φ2.4m的氯化炉仅遵义钛厂一家，采用内径为Φ1.2～1.5m 的 居 多 。 无 筛 板 氯 化 炉 的 粗 四 氯 化 钛 产 能 一 般 为 21 ～ 22 t/m2.d，而遵义钛厂内径为Φ2.4m的氯化炉的产能仅为17 t/m2.d左右（单炉日产70～80吨）。
一、海绵钛生产工艺简介
炉子利用系数达到27t/m2.d，高钛渣消耗达到520kg/t，石油焦消 耗达到160kg/t，氯气消耗达到1100kg/t。达到国内先进水平。
我公司消化创新了国外先进的氯化炉密闭排渣技术，实现了带负荷 密闭排渣，保证了氯化炉的连续稳定生产。在提高产量的同时，杜 绝了排渣对环境的污染，降低了员工劳动强度，改善了作业环境。
攀枝花欣宇化工有限公司钛业分公司
海绵钛生产工艺知识交流
海绵钛生产工艺介绍图1 劳尔法海绵钛生产工艺流程图工艺流程简述：电炉熔炼：即高钛渣生产。
其工艺流程如下见图2 钛渣生产流程图。
图2 钛渣生产流程图电炉熔炼法生产高钛渣是钛铁矿与固体还原剂无烟煤或石油焦等混合加入电炉中进行还原熔炼，矿中的氧化物被选择性地还原为金属铁，而钛的氧化物被富集在炉渣中，经渣铁分离获得高钛渣和副产品金属铁，高钛渣经过冷却、破碎、磁选、磨粉后送氯化车间。
在钛渣生产流程中，主要用能为电。
主要用能设备为自制6300kV·A矮烟罩电弧炉。
氯化：即粗四氯化钛的生产。
主要流程图见图3。
破图3 氯化钛生产流程图破碎好的高钛渣、石油焦按一定比例进行称量配料，经过混合、干燥，用加料机由混合料斗从沸腾段上方加入氯化炉内。
氯气从氯化炉底进入炉内，加入的混合料与氯气反应生成四氯化钛和其他杂质的氯化物以及一氧化碳和二氧化碳等气体。
沸点低于氯化温度的氯化物如：FeCl3、AlCl3(升华气体)等气体就和TiCl4一起挥发逸出氯化炉，而沸点高于氯化温度的氯化物如：CaCl2、MgCl2等，与未反应的TiO2、C粉等一起留在炉内成为炉渣。
从氯化炉顶以气体逸出的混合气体，主要成分为TiCl4、AlCl3、FeCl3等，还有被气流夹带出来的固体颗粒，进入收尘器，由于减速降温的作用，使其中AlCl3、FeCl3等高沸点氯化物以及被气体带出的固体颗粒大部分被冷凝沉积下来。
通过收尘器出来的混合气体进入淋洗塔，被冷冻盐水冷却后的TiCl4、的液体相接触，使TiCl4、等气体和高沸点杂质被淋洗下来，淋洗下来的TiCl4液体还含有较多的杂质，经过沉降、过滤以后，得到淡黄色或红棕色的粗四氯化钛液体。
不能冷凝的气体经过尾气净化处理后达标通过烟囱排空。
在粗四氯化钛生产过程中，主要用能为石油焦、压缩空气、电、循环水以及低温盐水。
主要设备有Ф1200氯化炉、Ф2400氯化炉以及附属的泵类设备。
精制：精制工艺流程图见图4 。
海绵钛生产工艺
海绵钛生产工艺导言：海绵钛是一种常用的金属材料，在航空航天、汽车制造、化工等领域有着广泛的应用。
海绵钛生产工艺是指将钛矿石经过一系列的物理和化学处理，制成可用于各种生产过程的海绵状钛金属。
本文将介绍海绵钛的生产工艺流程和相关的工艺参数。
一、原料准备生产海绵钛的首要步骤是原料准备。
通常采用的原料是钛矿石，如金红石矿石、钛铁矿石等。
首先需要进行矿石的选矿和研磨，以确保矿石中的有用成分得到充分利用。
选矿过程中需要根据矿石的性质进行浮选、重选等物理处理，去除其中的杂质和非金属矿物。
然后对选矿后的矿石进行研磨，使其颗粒度适合后续的冶炼过程。
二、氯化法还原氯化法还原是生产海绵钛的关键步骤之一。
在该工艺中，研磨后的钛矿石与氯化剂（通常为氯化钠）一同放入还原炉中进行还原反应。
在高温下，钛矿石中的金属钛与氯化剂反应生成氯化钛。
该反应的化学方程式为TiO2 + 2Cl2 + 2C → TiCl4 + 2CO。
在反应过程中，还需要控制适当的温度和氯化剂的用量，以确保反应的顺利进行。
三、氯化钛精炼氯化钛精炼是对还原后的氯化钛进行处理，以提高钛金属纯度的过程。
首先，将还原后的氯化钛蒸发至一定浓度，然后通过减压蒸馏的方法将其中的杂质物质去除，得到较为纯净的氯化钛。
接下来，将氯化钛与镁粉反应，生成镁氯化物和钛金属。
该反应的化学方程式为TiCl4 + 2Mg → Ti + 2MgCl2。
通过该反应可以将氯化钛中的杂质进一步去除。
四、钛金属粉末制备将得到的钛金属通过研磨和筛分等工艺处理，制备成不同颗粒度的钛金属粉末。
钛金属粉末的颗粒度可以根据不同的需求进行调整。
钛金属粉末是制备海绵钛的基础原料，其颗粒度和纯度对最终产品的性能有着重要影响。
五、海绵钛制备海绵钛的制备是利用钛金属粉末进行烧结的过程。
首先，将钛金属粉末与一定比例的钛粉混合均匀，然后将混合物放入烧结炉中进行烧结。
在高温下，钛金属粉末之间发生扩散和烧结，形成海绵状的钛金属结构。
海绵钛生产工艺流程
海绵钛生产工艺流程
海绵钛，又称空气海绵钛，是一种新型复合型钛合金，具有钛材料抗腐蚀性及超高强
度和轻质的优点，广泛应用于医疗器械、汽车、航空航天、高性能运动器材、手表壳以及
高精密的半导体结构等领域和行业里。
它的制作在我国及世界一些国家均已经普及。
海绵钛的生产工艺一般分为两个主要部分：冷锻成型和烧结成型。
冷锻成型是利用钢
模具把钛材料延展，形状成海绵型后进行热处理。
该工序可以制造出硬度高、尺寸精确、
结构坚固、定形准确的海绵钛零件。
烧结成型则就是把固态钛粉末填充到有型的塑料壳中，通过高温烧结而成。
海绵钛生产的主要工艺步骤包括：
1、钛材料准备：将消耗的钛成块材料进行清理，分解，加工，脱氢和研磨，以确保
其粒度分布的合理性，使其颗粒具有统一的大小，准备好钛材料用于制备海绵钛；
2、成型步骤：按照设计要求，采用冷锻成型或者烧结成型来制备海绵钛零件，并进
行热处理；
3、检测步骤：检测制备出来的海绵钛零件，主要检验在冷加工尺寸控制，形状分析，以及材料纯度等。
此外，仍需进行力学测试，抗腐蚀测试，耐磨性测试，金相检测等检验，以确保海绵钛的性能及其它的物理质量符合约定；
4、装配步骤：根据客户要求，将海绵钛零件有机关组装成装备，并进行性能测试，
验证各类技术参数符合要求；
5、特殊工艺步骤：如果需要，根据客户需求，可进行表面处理，微细加工，包括精
光加工，拉丝处理，抛光处理，热处理，氧化处理等。
以上就是海绵钛生产工艺流程的大致介绍。
生产过程要求材料精品看度高，双向配合，表面处理性能十分优良，因而生产时要求设备与技术力量均要具备精度要求。
海绵钛的生产流程
Na还原法
又称亨特（Hunter）法和SL法，是最早研究用来制取金属钛的方法，其流程图如下所示：
该法的TiCl4生产过程与Mg还原法完全相同。然后，在惰性气氛保护下，用Na还原TiCl4生产海绵钛，他的主要反应为：
TiCl4＋2Na＝TiCl2＋NaCl
TiCl2＋2Na＝Ti＋2NaCl
TiCl4＋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Na还原法的比较
Mg还原法和Na还原法各有优缺点，比较于下表：
序号
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
5
产品熔铸性能
较差，挥分多
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－真空蒸馏法、Mg还原－酸浸法、Na还原法和Mg还原－氦气循环蒸馏法都用于工业生产。但到了80年代后期，Na还原法和Mg还原－酸洗法都已被淘汰。除美国俄勒冈冶金公司还采用Mg还原－氦气循环蒸馏法外，其余工厂全部Mg还原－真空蒸馏法，在海绵钛工业生产中，Mg还原－真空蒸馏法现已占据主导地位。
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，宜用真空蒸馏除去
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－多；海绵钛块小，且疏松、粉末多，松装密度小（0.1~ 0.8g /cm3）
海绵钛生产工艺精品PPT课件
一、海绵钛生产工艺简介
日本氯化技术是80年代从美国引进的，其中大阪钛业采用内径 为Φ3m氯化炉，其单炉日能为140吨，产能为20 t/d.m2左右； 东邦钛业采用内径为Φ1.9m氯化炉，其单炉日能为50多吨，产 能为18t/d.m2左右。
国外沸腾氯化技术与国内技术相比，前先进性在于：一是其收 尘系统非常先进，无浓密机和过滤系统，氯化工序及精制工序 产生的泥浆都通过收尘系统除去其中的固体杂质、回收四氯化 钛、降低系统温度，彻底解决国内普遍存在的泥浆处理问题， 环保做得相当好；二是氯化炉产能比较高；三是钛的收率比较 高；四是通过密闭排放炉渣和收尘渣、收尘渣密闭湿法中和处 理等技术，环保做到比较好。
Titanium Industry Branch Company Panzhihua Xinyu Chemical Industry Co., Ltd
一、海绵钛生产工艺简介
沸腾氯化技术特点：一是氯化温度高（一般为950～ 1050℃），氯化炉的单位面积粗TiCl4日产能高，二是 氯化炉排出的炉渣少，还可以很容易回收利用其中钛 和碳有价元素，三是生产成本相对比较低。但是，沸 腾氯化技术对钛原料（包括高钛渣、天然金红石和人 造金红石等）的粒度、TiO2的品位、钙镁含量等要求 非常苛刻。钛渣中TiO2品位大多在90％以上，钙镁的 含量要求∑(CaO+MgO)<1％，特别是对CaO的含量要 求更为苛刻，一般为≤0.12％，目的是为了防止CaO和 MgO氯化产生的低熔点、高沸点氯化钙和氯化镁在床 层中富集、粘结以及气体分布器的气孔堵塞，造成流 化状态的破坏。
Titanium Industry Branch Company Panzhihua Xinyu Chemical Industry Co., Ltd
海绵钛的生产工艺主要包括镁还原-蒸馏法即克劳尔法和钠还原-蒸馏
海绵钛的生产工艺主要包括镁还原-蒸馏法（即克劳尔法）和钠还原-蒸馏法两种方法在工业生产中应用，其它的方法目前都处于实验室阶段，预计未来十年内仍以克劳尔法生产为主。
克劳尔法生产流程如下：钛矿--电炉熔炼生产高钛渣--氯化生产四氯化钛--精制提纯生产精四氯化钛--镁还原-蒸馏生产海绵钛--成品破碎包装。
如果采用全流程生产（镁氯循环），以目前的原材料市场行情测算，生产每吨海绵钛生产成本约在6.5万元左右。
生产出的海绵钛还需进行真空电弧炉熔铸成钛锭（或钛合金），再锻制或扎制成相应的管材、板材或丝材，才能在工业中应用。
一、Na 还原法四氯化钛主要用作生产海绵钛、钛白粉及三氯化钛。
其制取方法很多，主要有沸腾氯化、熔盐氯化和竖炉氯化 3 种方法。
沸腾氯化是现行生产四氯化钛的主要方法（中国、日本、美国采用），其次是熔盐氯化（独联体国家采用），而竖炉氯化已被淘汰。
沸腾氯化一般是以钙镁含量低的高品位富钛料为原料，而熔盐氯化则可使用含高钙镁的原料。
1、沸腾氯化沸腾氯化是采用细颗粒富钛料与固体碳质（石油焦）还原剂，在高温、氯气流的作用下呈流态化状态进行氯化反应，从而制取四氯化钛的方法。
该法具有加速气-固相间传质及传热过程，强化生产的特点。
国内外目前沸腾氯化使用的原料有高钛渣、天然金红石、人造金红石等。
我国抚顺钛厂和遵义钛厂新建的沸腾氯化炉直径分别为Φ1.4 m与Φ2.4 m，采用独有的无筛板氯化技术，其中遵义钛厂设计日产粗四氯化钛70 t。
2、熔盐氯化熔盐氯化是将磨细的钛渣或金红石和石油焦悬浮在熔盐（主要由KCl、NaCl、MgCl2 和CaCl2 组成）介质中，并通入氯气，从而制取四氯化钛的方法。
一般也可使用电解镁的废电解质，在973K~1073K 条件下充入氯气，故氯化反应的速度受到熔体的性质、组成，还原剂的种类，原料的性质，氯化温度，氯气浓度及通入速度，熔体高度，配碳量等因素的影响。
独联体四氯化钛生产中最佳的熔盐组成如表4 所示。
海绵钛生产工艺
海绵钛生产工艺海绵钛是钛的一种生产形式，这种生产形式是通过金属热处理的方法来进行的。
钛矿经过提取、精炼和热处理过程，就能得到海绵钛。
在该过程中，金属矿物质经过高温热处理，被分解成为金属原子，然后重新排列，冷却后形成海绵状的金属块。
海绵钛作为飞机、轮船、坦克的重要原材料，其生产工艺可以说是非常关键的。
海绵钛的生产工艺主要包括以下步骤：1.选矿：钛的原始矿物主要有金红石和钌金矿，在选矿过程中，通过物理和化学方法将矿物中钛的含量提高到90%以上，形成钛精矿。
2.冶炼：钛精矿被送入电炉冶炼，大约1100℃的高温下，加入还原剂（如镁，钠等），在还原反应中形成含有30%-40%钛的熔融钛渣。
3.精炼：熔融钛渣进一步搅动除杂，加入碱金属或其化合物进行提纯，生成高纯度的钛渣。
4.分离：通过真空蒸馏，将钛精炼渣中的杂质和剩余的还原剂分离出来，留下纯钛。
5.压块：将纯钛通过高压压制成块状，即所谓的海绵钛块。
在这个过程中，海绵钛块被压制为预定尺寸和重量，以便于后续的熔炼和挤压成型。
6.熔炼：将海绵钛块放入真空或惰性气体环境的电炉中熔炼，制成钛锭。
7.热处理：通过一定的热处理工艺进行固溶处理和时效处理，改善其力学性能和塑性。
在海绵钛的生产过程中1.熔炼和精炼过程中，确保钛的纯度，以免影响最终产品的质量。
2.在熔炼和精炼过程中，一般应选用高纯度的还原剂和添加剂，以确保生成的钛渣的纯度。
3.在压块过程中，要注意控制海绵钛的密度和孔隙率，以保证其在后续的熔炼和挤压成型过程中的工艺性能。
4.在热处理过程中，要合理控制热处理温度和保温时间，以改善钛的力学性能。
总的来说，海绵钛生产工艺是一个很复杂的过程，涉及矿物冶炼、热处理技术、材料科学和过程控制等多个领域的综合应用。
掌握了这个生产工艺，就能有效地提高海绵钛的生产效率和产品质量，满足航空航天、船舶、军事等领域对高性能金属材料的需求。
海绵钛生产工艺---乘钒钛文化之风 创钒钛产业之都
海绵钛生产工艺---乘钒钛文化之风创钒钛产业之都原创邹建新王能为阎守义教授等生产海绵钛全部的生产流程包括采矿→选矿→富集→氯化→精制→镁还原→真空蒸馏→取出、破碎、分级、混合→海绵钛产品。
镁热还原过程中具体的工艺流程图见图4.8.5。
镁热法生产海绵钛是利用镁从TiCl4中还原出钛，再将反应物进行真空蒸馏，将海绵钛、镁和氯化镁分离。
还原过程过程复杂，是在多相系中进行，还原产物主要就是海绵钛，还含有未反应完的镁和剩下的氯化镁。
而蒸馏过程主要是基于钛、氯化镁和镁的蒸气分压的显著分别，使海绵钛和易挥发物分离，获得最终的海绵钛产品。
图4.8.5 镁热还原过程生产工艺流程其中镁还原工艺过程如下：(1) 反应罐准备将还原反应器清理干净并入炉后抽真空，当温度升至300-350℃时，需要低恒温抽空排气2-4h，停泵后向还原反应器内充入高纯氩气至正压2.67kPa以上，在此过程要绝对避免空气进入反应器内。
(2) 加液镁当反应器内各点的温度均升到400-500℃时，向反应器内添加液体镁，加完液体镁后迅速堵严加液镁管道。
在这里特别需要注意的是，在升温和以后生产过程中，反应器内始终保持正压在2.67kPa 以上，最高压力一般不超过33.33kPa。
压力大时要及时采取放气降压。
(3) 加TiCl4当反应器下部和中部温度升到720-750℃时，将反应器压力减小到2.67kPa，即开始加TiCl4。
为了减小气相反应，开始加料温度不宜太高。
加料速度应根据还原初期小、中期大、后期减小的原则，具体结合反应器大小、还原炉散热情况。
一般而言，TiCl4加料速度增大，反应速度加快，要产生大量的热。
因此为使反应带器壁保持正常温度，需用通风机经还原护的风口进行排风和鼓风以冷却反应带，在TiCl4加料期间，反应器的反应区域靠壁处的温度控制在880-930℃，反应器上部温度控制在600-700℃，下部温度控制在820-860℃，前期控制稍低，后期应逐渐升高。
钢企海绵钛生产工艺
一、攀枝花钢企欣宇化工有限公司5000 吨/年海绵钛建设项目（一）海绵钛生产工艺原理海绵钛生产是将TiO2 氯化-还原成金属钛的过程，其生产过程是先将固态TiO2氯化成气态TiCl4，再经反复气化-液化除去杂质，最后以金属镁还原TiCl4 得到金属钛。
另外将反应生成的电解成金属镁和氯气循环使用。
下面分别叙述各工段的原理。
①氯化工艺原理高钛渣在连续沸腾炉内在还原气氛下加氯气氯化，并在800～1000℃条件下生成四氯化钛气体。
其反应方式如下：2 2 4 2 TiO + C + 2Cl ⎯⎯→TiCl + COTiO 2C 2Cl TiCl 2CO 2 2 4 + + ⎯⎯→ +高钛渣中的杂质在上述条件下同时被氯化生成杂质氯化物。
V O 3C 3Cl 2VOCl 3CO 2 5 2 3 + + ⎯⎯→ +气态四氯化钛及杂质氯化物在收尘器冷却至180℃，大部分杂质氯化物由气体变为固体，经旋风收尘除去大部分杂质和粉尘，余下的四氯化钛气体经四氯化钛液体（由冷冻盐水对其间接冷却）冷凝喷淋后，得到四氯化钛液体，经沉降分离后上清液为中间产品粗四氯化钛。
②精制工艺原理粗四氯化钛需加入铝粉除去沸点相近钒的氯化物，再利用TiCl4与杂质氯化物的沸点不同，经反复气化和液化，除去杂质得到精TiCl4，主要的反应原理如下：(1) 除钒和高沸点物在反应罐中加入铝粉、精TiCl4 并通入氯气反应，生产AlCl3 作为催化。
在有AlCl3 作为催化的条件下，在TiCl4 钛沸点（136oC）或沸点以上的温度下反应生成三氯化钛，即制造三氯化钛浆液（含固体TiCl3 和AlCl3 的四氯化钛浆液）：2Al＋3Cl2 2AlCl33TiCl4＋Al 3 TiCl3＋AlCl3在蒸馏釜中加入粗TiCl4、三氯化钛浆液，在釜中进行除钒。
VOCl3 ＋TiCl3 VOCl2↓＋TiCl4800～1000℃136℃37(2) 除低沸点物TiCl4 + SiCl4 TiCl4↓（液态）+ SiCl4↑（气态）(3)除碳TiCl4 + C TiCl4↑（气态）+ C↓（固态）③还原蒸馏生产工艺原理精四氯化钛与熔融金属镁在800～1000℃条件下发生还原反应：4 2 TiCl + 2Mg ⎯⎯→Ti + 2MgCl反应结束后，经真空蒸馏作业将残留的氯化镁和过量的金属镁与海绵钛分离净化，得到成品海绵钛。
海绵钛工艺流程
海绵钛工艺流程
《海绵钛工艺流程》
海绵钛是一种重要的金属材料，具有优异的化学性能和力学性能，被广泛应用于航空航天、医疗器械、化工等领域。
海绵钛工艺流程是指将金属钛制成具有多孔结构的海绵状材料的加工工艺。
首先，海绵钛的制备需要选择合适的原料，通常采用的是金属钛粉末。
原料的品质和粒度对最终产品的质量具有重要影响。
然后，通过压制和成型工艺将钛粉末加工成所需形状的坯料，这个过程需要严格控制温度和压力，以确保坯料的密度和结构符合要求。
接下来，坯料需要进行烧结处理，这是制备海绵钛的关键步骤。
在高温下，钛粉末会发生固相反应，形成致密的金属结构。
同时，烧结过程中还会残留一定量的松散空隙，为后续处理留下了空间。
经过烧结后，海绵钛的主体结构已经形成。
最后，海绵钛需要进行表面处理和清洗，以去除残留的杂质和氧化物，使表面光滑细腻。
经过这一系列的加工工艺，海绵钛材料便可以得到了。
海绵钛工艺流程虽然简单，但是每个工艺环节都需要严格控制，以保证最终制品的质量和性能。
随着科技的进步，海绵钛的制备工艺将会不断优化和改进，为更多领域的应用提供新的可能性。
海绵钛制钛合金生产工艺流程
海绵钛制钛合金生产工艺流程那咱就开始聊聊海绵钛制钛合金的生产工艺流程吧。
一、原料准备。
海绵钛是制作钛合金的重要原料呢。
这海绵钛啊，就像是一个宝藏，但是在用来制作钛合金之前，得先把它准备好。
它得有一定的纯度要求，要是杂质太多，那后面做出来的钛合金质量可就没保障啦。
而且啊，除了海绵钛，还得准备其他的合金元素原料，这些就像是给钛合金加的小调料，每种元素都有它独特的作用。
比如说铝元素，加进去能让钛合金更轻更强，就像给钛合金注入了一股神奇的力量。
二、熔炼。
这一步可就像是一场魔法融合。
把海绵钛和那些合金元素原料一股脑儿地放进熔炼炉里。
这熔炼炉可热乎啦，温度超高的。
在这么高的温度下，海绵钛和那些合金元素就开始慢慢融合在一起，就像一群小伙伴在热火朝天地开派对，大家手拉手，互相交融。
不过呢，这个过程得控制得特别好，温度稍微有点偏差，可能就会影响融合的效果。
这就要求操作人员得像个超级细心的厨师，精确地把握火候，确保各种元素融合得恰到好处。
三、精炼。
熔炼完了还不算完呢，就像做一道菜，光把食材放一起煮煮还不够，还得精炼。
在精炼这个环节，要把熔炼过程中可能产生的一些小瑕疵，比如说一些小的杂质啊，给去掉。
这个过程就像是给钛合金做个大扫除，把那些不好的东西都清理出去，让钛合金变得更加纯净。
而且啊，精炼还能进一步调整钛合金的性能，让它的各项性能指标都能达到最佳状态。
这就好比是给钛合金做个美容加健身，让它从内到外都变得更优秀。
四、浇铸。
精炼完了的钛合金液就像是一群充满活力的小精灵，接下来要把它们引导到特定的模具里，这就是浇铸啦。
把钛合金液小心翼翼地倒进模具里，就像把小精灵们送到它们的小房子里。
这个模具的形状就决定了钛合金最终的形状，所以模具的设计和制作也很重要呢。
要是模具不合适，那做出来的钛合金产品可就走样了。
在浇铸的时候，还得注意速度和温度，就像照顾小婴儿一样，得特别小心，不然就可能出现气泡或者其他的缺陷。
五、后续处理。
浇铸完了之后，钛合金还不能直接就拿去用。
海绵钛生产工艺
海绵钛生产工艺标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]海绵钛生产工艺介绍图1 劳尔法海绵钛生产工艺流程图工艺流程简述：电炉熔炼：即高钛渣生产。
其工艺流程如下见图2 钛渣生产流程图。
图2钛渣生产流程图电炉熔炼法生产高钛渣是钛铁矿与固体还原剂无烟煤或石油焦等混合加入电炉中进行还原熔炼，矿中的氧化物被选择性地还原为金属铁，而钛的氧化物被富集在炉渣中，经渣铁分离获得高钛渣和副产品金属铁，高钛渣经过冷却、破碎、磁选、磨粉后送氯化车间。
在钛渣生产流程中，主要用能为电。
主要用能设备为自制6300kV·A矮烟罩电弧炉。
氯化：即粗四氯化钛的生产。
主要流程图见图3。
破图3 氯化钛生产流程图破碎好的高钛渣、石油焦按一定比例进行称量配料，经过混合、干燥，用加料机由混合料斗从沸腾段上方加入氯化炉内。
氯气从氯化炉底进入炉内，加入的混合料与氯气反应生成四氯化钛和其他杂质的氯化物以及一氧化碳和二氧化碳等气体。
沸点低于氯化温度的氯化物如：FeCl3、AlCl3(升华气体)等气体就和TiCl4一起挥发逸出氯化炉，而沸点高于氯化温度的氯化物如：CaCl2、MgCl2等，与未反应的TiO2、C粉等一起留在炉内成为炉渣。
从氯化炉顶以气体逸出的混合气体，主要成分为TiCl4、AlCl3、FeCl3等，还有被气流夹带出来的固体颗粒，进入收尘器，由于减速降温的作用，使其中AlCl3、FeCl3等高沸点氯化物以及被气体带出的固体颗粒大部分被冷凝沉积下来。
通过收尘器出来的混合气体进入淋洗塔，被冷冻盐水冷却后的TiCl4、的液体相接触，使TiCl4、等气体和高沸点杂质被淋洗下来，淋洗下来的TiCl4液体还含有较多的杂质，经过沉降、过滤以后，得到淡黄色或红棕色的粗四氯化钛液体。
不能冷凝的气体经过尾气净化处理后达标通过烟囱排空。
在粗四氯化钛生产过程中，主要用能为石油焦、压缩空气、电、循环水以及低温盐水。
主要设备有Ф1200氯化炉、Ф2400氯化炉以及附属的泵类设备。
海绵钛的生产流程
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 还原法又称亨特（ Hunter ）法和 SL 法，是最早研究用来制取金属钛的方法，其流程图如下所示：该法的 TiCl4 生产过程与 Mg 还原法完全相同。
然后，在惰性气氛保护下，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 Na 还原法的比较Mg 还原法和 Na 还原法各有优缺点，比较于下表：海绵钛工业生产已有 50 年的历史，直至 80 年代中期， Mg 还原－真空蒸馏法、 Mg 还原－酸浸法、 Na 还原法和 Mg 还原－氦气循环蒸馏法都用于工业生产。
但到了 80 年代后期， Na 还原法和 Mg 还原－酸洗法都已被淘汰。
除美国俄勒冈冶金公司还采用 Mg 还原－氦气循环蒸馏法外，其余工厂全部 Mg 还原－真空蒸馏法，在海绵钛工业生产中， Mg 还原－真空蒸馏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，为了便于分析，在每组杂质中找出一种有代表性的杂质，作为关键组分，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 VOCl3 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 － SiCl － VOCl3 － FeCl3 四元体系的分离。
一种海绵钛生产方法
一种海绵钛生产方法概述：海绵钛是一种具有高孔隙率和多孔结构的材料，具有广泛的应用前景，如催化剂载体、电池电极材料等。
本文将介绍一种海绵钛生产方法，通过合适的工艺步骤和条件，制备出高质量的海绵钛材料。
材料准备：1. 钛源：选择高纯度的钛粉作为原料，确保最终产品的纯度和质量。
2. 模板剂：选择适当的模板剂，如聚苯乙烯颗粒，用于调控孔隙结构。
工艺步骤：1. 钛粉预处理：将钛粉进行预处理，包括洗涤、干燥和筛分等步骤，以去除杂质和粒径不一致的颗粒。
2. 模板剂制备：将适量的聚苯乙烯颗粒加入到有机溶剂中，通过搅拌和超声处理，使其均匀分散。
3. 钛粉与模板剂混合：将预处理后的钛粉与制备好的模板剂进行混合，充分搅拌使其均匀分散。
4. 成型：将混合物注入到模具中，通过压制或注射成型的方式，形成具有所需形状和尺寸的海绵钛模板。
5. 烧结：将海绵钛模板置于高温炉中进行烧结处理，以去除模板剂和实现钛颗粒的烧结。
6. 酸洗：将烧结后的海绵钛样品进行酸洗，以去除表面的氧化物和杂质。
7. 热处理：将酸洗后的海绵钛样品进行高温处理，以增强其热稳定性和机械性能。
8. 表面处理：根据需要，可以对海绵钛样品进行表面处理，如阳极氧化、电化学沉积等，以改善其表面性能。
工艺条件：1. 温度：烧结和热处理过程中的温度应根据具体情况选择，一般在800-1200摄氏度之间。
2. 时间：烧结和热处理的时间也是根据实际情况确定，通常在数小时至数十小时之间。
3. 酸洗浓度：酸洗过程中，酸的浓度应根据钛样品的特性和需求来确定，一般为10-30%的浓度。
4. 酸洗时间：酸洗时间一般为数分钟至数十分钟。
产品性能：通过以上工艺步骤和条件，制备出的海绵钛具有以下优良性能：1. 高孔隙率：海绵钛的孔隙率可根据需求调控，一般在60%以上，有助于提高其催化活性和承载能力。
2. 多孔结构：海绵钛具有多级孔结构，可以提供更多的活性位点和扩散通道，有利于反应物质的吸附和传输。
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海绵钛生产工艺介绍
图1 劳尔法海绵钛生产工艺流程图
工艺流程简述：
电炉熔炼：即高钛渣生产。
其工艺流程如下见图2 钛渣生产流程图。
图2 钛渣生产流程图
电炉熔炼法生产高钛渣是钛铁矿与固体还原剂无烟煤或石油焦等混合加入电炉中进行还原熔炼，矿中的氧化物被选择性地还原为金属
铁，而钛的氧化物被富集在炉渣中，经渣铁分离获得高钛渣和副产品
金属铁，高钛渣经过冷却、破碎、磁选、磨粉后送氯化车间。
在钛渣生产流程中，主要用能为电。
主要用能设备为自制
6300kV·A矮烟罩电弧炉。
氯化：即粗四氯化钛的生产。
主要流程图见图3。
破
图3 氯化钛生产流程图
破碎好的高钛渣、石油焦按一定比例进行称量配料，经过混合、
干燥，用加料机由混合料斗从沸腾段上方加入氯化炉内。
氯气从氯化炉底进入炉内，加入的混合料与氯气反应生成四氯化钛和其他杂质的氯化物以及一氧化碳和二氧化碳等气体。
沸点低于氯化温度的氯化物如：FeCl3、AlCl3(升华气体)等气体就和TiCl4一起挥发逸出氯化炉，而沸点高于氯化温度的氯化物如：CaCl2、MgCl2等，与未反应的TiO2、C粉等一起留在炉内成为炉渣。
从氯化炉顶以气体逸出的混合气体，主要成分为TiCl4、AlCl3、FeCl3等，还有被气流夹带出来的固体颗粒，进入收尘器，由于减速降温的作用，使其中AlCl3、FeCl3等高沸点氯化物以及被气体带出的固体颗粒大部分被冷凝沉积下来。
通过收尘器出来的混合气体进入淋洗塔，被冷冻盐水冷却后的TiCl4、的液体相接触，使TiCl4、等气体和高沸点杂质被淋洗下来，淋洗下来的TiCl4液体还含有较多的杂质，经过沉降、过滤以后，得到淡黄色或红棕色的粗四氯化钛液体。
不能冷凝的气体经过尾气净化处理后达标通过烟囱排空。
在粗四氯化钛生产过程中，主要用能为石油焦、压缩空气、电、循环水以及低温盐水。
主要设备有Ф1200氯化炉、Ф2400氯化炉以及附属的泵类设备。
精制：精制工艺流程图见图4 。
破破破
图4 精馏塔除硅-铜丝塔除钒组合的精制工艺流程图
粗四氯化钛中含杂质众多，根据杂质的物理和化学性质的不同，先通过蒸馏除去高沸点杂质，再通过精馏除去低沸点杂质，最后通过铜丝除钒，制取精四氯化钛。
工序工艺流程叙述如下：
从氯化车间来的粗四氯化钛进入高位槽，经过流量计由浮阀塔的中部加入塔内，连同回流液与由蒸馏釜上升的蒸汽相遇时，进行气液交换。
低沸点四氯化硅等氯化物由塔顶冷凝器冷凝进入回流槽。
其中一部分返回塔顶进行回流，多余的溢流到四氯化硅储罐。
已经除去低沸点杂质的四氯化钛被汽化由浮阀塔底部进入铜丝蒸馏釜，与铜丝接触除三氯氧钒、脱色后，进入冷凝器，冷凝得到精制四氯化钛液体，
经检验合格后送往储罐，供给还原工序。
各蒸馏釜和高位槽富集的有高沸点氯化物的四氯化钛，定期返回氯化车间浓密机，所有塔及设备的尾气经酸封罐排入大气。
该工序主要用能为电能。
主要用能设备为蒸馏釜。
蒸馏釜有1700mm×2690mm，1500mm×2380mm。
还原-蒸馏：镁热还原法生产海绵钛，是采用“克劳尔”法。
即在高温下用镁将四氯化钛还原成金属钛，该反应过程涉及TiCl4-Mg-Ti- MgCl2- TiCl3– TiCl2 等多相体系，是一个复杂的物理化学过程。
镁还原TiCl4的总反应式：
TiCl4＋２Mg ＝Ti＋2 MgCl2
还原工序所得产物，其组成大约是55%～60%Ti、25%～30% Mg、10%～15% MgCl2和少量钛的低价氯化物TiCl2、TiCl3。
为了获得产品海绵钛，必须分离出Mg和MgCl2，分离方法采用真空蒸馏法。
工艺流程图见图5。
破破破
破破
破破破破破
图5 还原-蒸馏工艺流程图
蒸馏法是利用蒸馏物各组分物理特性的差异而进行的分离方法。
是根据Mg和MgCl2在温度700～1000℃蒸汽压较高，而Ti在同温度下蒸汽压很低，因而可利用它们在高温下蒸汽压相差很大，从而Mg 和MgCl2化Mg对Ti的相对挥发度（分离系数）很大的原理进行分离。
采用常压蒸馏时，由于MgCl2比Mg的沸点高，分离MgCl2比Mg 困难，提高蒸馏温度将导致海绵钛与铁制容器壁生成Ti-Fe合金而污染产品，同时在常压高温下，Ti、Mg和MgCl2与水蒸气以及Mg和Ti 与空气中的氧、氮均易作用。
而在真空条件下蒸馏时，Mg和MgCl2的沸点将大大降低，挥发度比常压蒸馏时大很多倍，因此采用真空蒸馏可以降低蒸馏温度和提高Mg和MgCl2的挥发速度，还可以减少产品钛被罐体铁壁和空气中的氧、氮污染。
我国遵义钛业采用倒“U”形联合法生产工艺，它是将还原罐（蒸馏罐）和冷凝罐之间用带阀门的管道连结而成，设有专门的加热装置，整个系统设备在还原前一次组装好。
倒“U”形联合法生产工艺要求严格，就是还原结束后立即投入真空蒸馏作业。
在还原-蒸馏工序的主要用能为电。
主要设备为还蒸炉。
镁电解：金属镁的工业生产方法MgCl2的熔盐电解法，用Mg还原TiCl4过程中排放的的MgCl2作原料，进行熔盐电解制镁，反应产
物Mg和Cl2分别用于还原TiCl4和氯化制取TiCl4，这样就构成氯、镁闭路循环的工艺。
氯化镁电解生产工艺的实质，是用直流电流通过熔融电解质把Mg2+还原为金属镁的过程。
当直流电流通过熔融电解质时，阴极上析出镁，阳极上析出氯气，反应方程式如下：
2Cl－－2e－＝Cl2 (Cl－在阳极上失去电子)
Mg2+＋2e－＝Mg (Mg2+在阳极上得到电子)
阴极产生的液态镁因比电解质的密度小而上浮于表面，阳极产生的氯气则通过氯气罩排出收集处理。
该工序的主要用能为电力。
主要用能设备为容量为110kV·A 的电解槽。
镁精炼：电解槽产出的镁包含许多杂质，精炼是根据各杂质的物理性质的不同，进行分层，制取高纯度的镁。
该工序主要用能为电力。
主要用能设备为精炼炉。
破碎包装：反应器的钛坨取出后削去边皮，经过切削，破碎包装成桶外销。