目录
第一章产品概况
1.1 海绵钛概述 (2)
1.2 海绵钛的生产工艺 (3)
1.3 海绵钛国家统一执行标准 (4)
1.4 海绵钛的用途 (4)
第二章全球海绵钛市场概况
2.1 美国海绵钛概况........................................ (7)
2.2 日本海绵钛概况................................................... . (8)
2.3 独联体海绵钛概况................................................... . (9)
第三章中国海绵钛市场概况
3.1 中国海绵钛产量 (11)
3.2 中国海绵钛工业运行情况分析 (11)
3.3 国内主要海绵钛生产企业 (13)
3.4 中国海绵钛市场的供需状况......... ......... ......... ......... ........ ......... ......... (15)
第四章海绵钛的价格影响因素
4.1 海绵钛价格历史走势 (18)
4.2 影响海绵钛价格的因素分析 (18)
第五章上市产品或品牌经营企业概况 (20)
第一章 产品概况
1.1 海绵钛概述
钛在化学元素周期表中属于IVB 族元素，
其原子序数为22。它在地壳中含量为0.61%，
在所有元素中，名列第九，钛在地壳中大都以
金红石（TiO2）和钛铁矿等形式存在。
钛是一种银白色的过渡金属，其特征为重
量轻、强度高、具金属光泽，亦有良好的抗腐蚀能力（包括海水、王水及氯气）。由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高
强度、低密度，被美誉为“太空金属”。
的生产）
。 机等等。
钛被认为是一种稀有金属，这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但
其相对丰度在所有元素中居第十位。钛的矿石主要有钛铁矿及金红石，广布于地壳及岩石圈之中。钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土壤中。从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法或亨特法。钛最常见的化合物，二氧化钛可用于制造白色颜料。其他化合物还包括四氯化钛(TiCl 4）（作催化剂及用于
制造烟幕或空中文字）及三氯化钛（TiCl 3）（用于催化聚丙烯钛能与铁、铝、钒或钼等其他元素熔成合金，造出高强度的轻合金，
在各方面有着广泛的应用，包括航天、军事、化工与石油制品、海水淡化及造纸、汽车、农产食品、医学、运动用品、珠宝及手在地壳中，钛的储量仅次于铁、铝、镁，居第四位。由于钛具有熔点高、比
重小、比强度高、韧性好、抗疲劳、耐腐蚀、导热系数低、高低温度耐受性能好、在急冷急热条件下应力小等特点，其商业价值在二十世纪五十年代开始被人们认识，被应用于航空、航天等高科技领域。随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广，钛金属日益被人们重视，被誉为“现代金属”和“战略金属”，是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资。
海绵钛是金属热还原法生产出的海绵状金属钛。纯度%（质量）一般为99.1～
99.7。杂质元素%（质量）总量为0.3～0.9，根据纯度的不同分为MHT-95至MHT-200七个等级，为制取工业钛及钛合金的主要原料。海绵钛生产是钛工业的基础环节，它是钛材、钛粉及其他钛构件的原料。把钛铁矿变成四氯化钛，再
放到密封的不锈钢罐中，充以氩气，使它们与金属镁反应，就得到“海绵钛”。
衡量一个国家钛工业规模有两个重要指标：海绵钛产量和钛材产量，其中海绵钛产量反映原料生产能力，钛材产量反映的是深加工能力。目前钛工业已形成中国、美国、独联体、日本和欧洲五大生产和消费主体。
中国钛工业于1954年起步，经过试验研究、工业化生产的定点布局、应用推广和不断的技术进步逐步发展起来。特别是21世纪以来，在国家需求的拉动下，在改革开放政策的推动下，中国钛工业更是突飞猛进。
1.2 海绵钛的生产工艺
海绵钛的工业化生产从1948 年至今已经有60多年了，其间虽然也有其他一些工艺投入过工业试生产，但都因为种种问题而纷纷停产，只剩下Kroll工艺一家独大。目前，国际上唯一用于工业生产的制钛方法仍然只有Kroll法，也称镁热法，其生产流程主要包括富态料制备、氯化、四氯化钛精制、还原蒸馏、氯化镁电解几个环节。
镁还原的实质是，在880℃～950℃下的氩气气氛中，让四氯化钛与金属镁进行反应得到海绵状的金属钛和氯化镁，用真空蒸馏除去海绵钛中的氯化镁和过剩的镁，从而获得纯钛，蒸馏冷凝物可经熔化回收金属镁，氯化镁经熔盐电解回收镁和氯气。
从精制四氯化钛中制取金属钛，分为还原和蒸馏两个步骤。在较长一段时间，还原、蒸馏都是分步进行的，而目前已趋向联合化、大型化。镁还原法生产海绵钛的工艺流程见图1：
1.3海绵钛国家统一执行标准
海绵钛国家统一执行标准：GB/T2524。
海绵钛产品按化学成分及布氏硬度分为7个牌号（等级）：MHT-95、MHT-100、MHT-110、MHT-125、MHT-140、MHT-160、MHT-200。
海绵钛产品的化学成分及布氏硬度应符合表1要求：
表1 海绵钛的化学成分及布氏硬度
1.4海绵钛的用途
海绵钛是生产精炼金属钛的基本原料。将海绵钛进一步精炼，可制成钛锭、钛棒等金属钛材。将海绵钛进行机械研磨，可以生产钛粉末。钛粉末作为镀膜材料，被广泛用于机械设备表面的处理，电子和精密仪表部件的处理，与其它金属可合成钛合金粉末等。
钛还是炼钢的脱氧剂和不锈钢以及合金钢的组元。钛白粉是颜料和油漆的良好原料。碳化钛，碳（氢）化钛是新型硬质合金材料。氮化钛颜色近于黄金，在装饰方面应用广泛。
1、钛在军工方面的应用
钛在军事工业方面有着十分广阔的用途。核动力潜艇、水翼艇、迫击炮身管、反坦克导弹、导弹发射器、坦克防护板、防弹背心等大量用钛。据资料介绍，一艘台风级核潜艇，用钛量高达9000吨，由此可见军工对钛材的需求巨大。
2、钛在航天航空方面的应用
钛广泛用于航空工业，民用飞机用钛量约占构架重量的20～25%；此外战略火箭发动机、宇宙飞船（如神舟五号、神舟六号）、人造卫星天线等也大量用钛。
3、钛在海洋产业方面的应用
在海水中，钛具有其他金属材料无法比拟的耐蚀性能，特别是耐受海水的高速冲刷腐蚀。目前，美国、日本、法国等国家都已研制出各种先进的钛制深潜器、潜艇、海底实验室装置来进行海洋研究。此外，沿海电站、海上采油设备、海水淡化、海洋化工生产、海水养殖业等都广泛采用钛制设备和装置。
4、在化工方面的应用
目前钛设备的应用已从最初的“纯碱与烧碱工业”扩展到整个化工行业，设备种类已从小型、单一化发展到大型、多样化。据化工部门预计，化工行业的年用钛量将超过1500吨。二十世纪70～80年代以后，我国真空制盐企业逐步开始采用钛金属材料制造设备，结果设备腐蚀情况大大改观。
5、在石油精炼中的应用
在石油精炼过程中，石油加工产品与冷却水中的硫化物、氯化物和其他腐蚀剂，对炼油装置特别是低温轻油部位的常减压塔顶冷凝设备的腐蚀性严重，设备腐蚀问题已经成为困扰炼油工业的突出问题之一。近年来美国、日本等国将钛制设备引入到这些高腐蚀的环节，取得了很好的效果。
6、在汽车工业方面的应用
钛的轻质、高强度等性能早已被汽车制造商所关注，钛在赛车上的应用已有许多年的历史，目前赛车几乎都使用了钛材，日本汽车用钛已超过600吨，随着全球汽车工业的发展，汽车用钛还在快速增加。
7、在医学中的应用
随着医疗技术的提高，在人体内植入金属是十分常见的外科手术，由于钛金属具有与人体组织排异反应弱，目前被广泛于人工骨骼、人工关节、人造牙等人
体植入物方面得到广泛的应用。此外，钛在制药机械、医疗器械方面的应用也得到进一步的认识，未来需求不可低估。
8、在体育和日用品方面的应用
钛在全球高尔夫球具制造领域的消耗数量巨大，每年用于钛高尔夫球具制造的钛材量高达6000多吨。此外，网球拍、羽毛球拍、滑雪杖、雪铲、登山冰杖、登山钉、雪撬、击剑防护面罩、钓鱼杆、自行车、眼镜架、手表、工艺品以及其它生活用品都广泛使用钛材。
9、在建筑材料方面的应用
备受关注的中国国家大剧院曲面屋顶全部采用钛金属板制作，是建筑用钛的典型案例，这个穹顶用掉约100吨钛材。据有关资料介绍，钛材在屋面、窗框、屋檐、山墙、防雨墙屏障、围栏、外部装饰壁板、内装饰材、以及纪念碑、墓志铭、铭牌、厢屋、化妆柱和空气调节器等方面都有应用。
10、在核工业方面的应用
除上述用途外，钛是发展核工业不可缺少的重要材料，核反应堆使用的很多设备、管道和相关部件，除使用锆、铪外，还需要大量的钛和钛基合金材料。随着核工业的进一步发展，钛的价值必将会得到更多的体现。
第二章全球海绵钛市场概况
目前全球生产海绵钛的国家集中在日本、美国、俄罗斯、哈萨克斯坦、乌克兰和中国等少数几个国家，所有工厂全部采用镁还原-蒸馏联合法工艺，总产能超过14万t/a。世界海绵钛实际产量在1990年达到最高峰的10.5万t以后，前几年的产量一直徘徊在6～8万t/a。2004年以来，由于美、欧、日经济的强劲复苏和我国经济持续高速发展，全球对海绵钛的需求量出现大幅度增长。在需求增长的强烈拉动下，2006年世界海绵钛产量突破13万t，创出历史新高。
2.1美国钛产业概况
世界钛工业从1947年美国杜邦公司在世界上首次实现海绵钛的工业化生产开始，当年生产出2吨海绵钛，到目前为止已有半个多世纪的发展历程。2008年美国海绵钛产量为1.73万吨，主要由TIMET和ATI两家公司生产，但仍然不能满足国内对海绵钛的需求，50%以上的海绵钛仍需依赖进口；俄罗斯、中国、乌克兰、日本等国为主要进口国。
TIMET公司近期宣布该公司新优质海绵钛厂的建设已进入设计和工程准备阶段，新建厂在内华达州，预计年产能将达到1～2万吨。目前，TIMET公司的海绵钛产能为1.26万吨/年。
ATI在罗利的海绵钛厂，耗资4.6亿美元进行改造，已于2009年底前竣工投产，推出新优质航空级海绵钛。
美国航空工业是钛材的主要应用市场，约占钛材总消费量的80%。美国钛工业发展主要依赖其发达的航空业，美国航空业的发展状况已成为其钛工业发展的风向标和晴雨表。
作为世界上最大的钛加工材生产国，美国主要的钛材加工企业有三家，即Timet、RTI和ATI，其产量合计约占美国钛加工材总量的90%，另有11 家公司生产钛锭，30 家公司生产钛锻件、轧制产品和铸件。
美国TIMET(钛金属)公司是世界钛熔制品与轧制品的主导生产商之一，同时也是美国最大的海绵钛生产商和钛残料的回收商。TIMET公司通过1998年与波音公司签定10年20亿美元的供货合同，开始加大航空钛材产量，并已成为波音公司最大的钛材供应商。此后，TIMET公司还逐步兼并了欧洲绝大部分钛加工材企业。
RTI公司是美国第二大钛生产商，主要从事航空级钛合金板材的生产和销售，一直是波音公司的主要供应商。该公司1999年与欧洲空中客车签定了供货合同，2001年开始为英国宇航系统公司供应钛材，产品的应用领域包括航空航天、军工、能源和化工等。RTI的产品中，航空用约占70%，随着RTI对能源市场用钛的进一步开拓，非航空领域的市场份额可望达到40%。
ATI公司以生产钢铁和不锈钢为主，是美国除TIMET之外的仅有的第二家海绵钛生产商，也是美国第三大钛材生产商，拥有多项航空、生物医学钛产品专利。该公司于2006年投资2.25亿美元扩大钛材生产能力，产品主要用于航空发动机转动部件、飞机机架和其他需求旺盛的钛及钛合金产品。
美国的钛加工材主要用于大型民航客机、军用飞机、航天火箭、导弹、汽车等，其典型产品为飞机结构件、钛制动机件、压气机叶片和基座、汽车发动机等。
2.2日本钛产业概况
日本从1952年成功制成海绵钛发展至今，已拥有完整的钛产业，其产业结构合理，技术先进，成本不断降低；在民用钛及钛合金的研究方面保持世界领先地位，特别是不断开发出多样化的钛制日常消费品。
日本海绵钛的生产能力约占世界1/4，除用于国内，高品质的海绵钛也出口美国；2002年日本海绵钛出库量曾一度名列世界首位，约占全球5.4万吨的43％。日本的钛加工材以纯钛为主，近年一直稳定增长，2008年达到4.6万吨；日本以生产纯钛薄板为母材的焊接管材而著称，其中70%为纯钛带材制品，大量出口美国、欧洲和中国。
日本海绵钛企业有2家：大阪钛（OSAKA）和东邦钛（Toho），2011年产能将达到6.74万吨，日本已生产出10吨的海绵钛坨；生产钛锭的有4家：东邦钛（Toho）、神户制钢所、大阪钛（OSAKA）和大同特殊钢，采用真空电弧熔炼（V AR）、电子束熔炼（EBR）和等离子电弧熔炼（PBR），可生产9吨钛锭，产能总计达到4.32万吨；钛材生产以神户制钢所的种类最为齐全，包括板、棒、管、线等各种钛材制品。其次是住友金属和新日铁，另有大同特殊钢、JFE、古河电气等。
与美国（钛材70%用于航空航天）不同，日本95%的钛材用于航空之外的领域，如化工、电力、海水淡化、汽车、摩托车、建筑、医疗、电子、体育休闲、
机械加工等。
2.3独联体钛产业概况
独联体是世界上最大的钛生产基地和钛出口地区。冷战时期，由于军备竞赛，钛工业得到迅速发展，加工材年产量曾达到10万吨。冷战后，军事工业用钛骤减，钛工业陷入低谷，海绵钛产量减少了60％，钛加工材产量也随之下降。随着国际钛市场的恢复和独联体政局的逐渐稳定，钛工业才得以恢复，海绵钛和钛加工产能得以提高，并占世界的50%左右。独联体钛矿石储量50亿吨，乌克兰是钛铁矿主要资源国家，综合产量为42万吨。海绵钛生产主要在俄罗斯、乌克兰、哈萨克斯坦进行，2006年世界海绵钛产量约13.08万吨，其中独联体6.35万吨，占49%。2008年世界海绵钛产能17.61万吨，其中独联体6.83万吨，占39%。
独联体的海绵钛生产企业有俄罗斯的A VISMA、乌克兰的ZTMK和哈萨克斯坦的UKTMP。
俄罗斯A VISMA海绵钛厂2005年与VSMPO完成合并重组，合并初期所产海绵钛只供VSMPO-A VISMA公司内部的需求。按照公司的发展规划，在2010年前扩大海绵钛产量1.5倍，达到年产4.4万吨；海绵钛出口量增加1.7倍，达到年出口3.55万吨。VSMPO准备在今后5年里投资3亿美元在它的A VISMA 分部扩大海绵钛生产能力，以满足该公司在俄罗斯及国外的战略伙伴的需求。
乌克兰唯一的海绵钛生产厂ZTMK投产于20世纪50年代中期，由于设备老化曾于1994年关闭，1998年又重新开始生产，2004年的产量达到了6000吨，2005年的产量增至8000吨。
哈萨克斯坦的UKTMP是独联体最晚建成的海绵钛厂，设备先进，技术领先，自建厂以来，一直出口航空用优质海绵钛。随着行业的强劲复苏，该厂也在加紧产能的扩产，2004年、2005年和2006年的产量分别为1.3、1.7和1.8万吨。目前，该企业在美国海绵钛市场上的份额高达50%，并且其原料开采能力至少能满足100年的自身需求。
独联体的钛材大部分用于潜艇和军用飞机，广泛用于俄罗斯和独联体国家现有的武器装备和技术兵器，如导弹、战斗机、军舰、潜艇、坦克、装甲车等，还包括宇宙飞船在内的航天器，还被广泛用于俄罗斯的化工、能源、医药、石油天
然气等许多重要工业领域。曾与波音、法国宇航公司签订供货协议。其产量的
70%以上用于出口美国、英国、日本等国。
表2 全球各大海绵钛厂家产能表
注:资料来源中国钛业协会《发展战略》，由于半流程企业拥有一定的产能规模，因此上 述企业占全球产能的比例较表列值略低。
第三章中国海绵钛市场概况
3.1中国海绵钛产量
中国的钛资源为世界第一，光是四川攀枝花就拥有世界钛资源的35％，全球只有中、俄、美、英、日拥有这一完整的工业体系。
2012年，中国海绵钛的产能和产量均达到创记录的高度--产能14.85万t/a，产量81451t，同比增长25.4%，海绵钛生产的表观开工率54.8%，若考虑到攀钢钛业、金川集团钛厂和宝鸡力兴钛业并非在年初就形成目前的产能（核减其一半的产能），中国海绵钛的开工率也仅为72%。
图2 2000-2011年中国海绵钛产量
3.2中国海绵钛工业运行情况分析
1）行业现状
从2005年以来，国际钛行业经历了一次长达四年的增长，尤其是中国，海绵钛产能从原来的4,000吨/年上升至2011年的128,500吨/年，增长幅度达到3,100%，同期国外产能也有增长但上升幅度不大。
随着需求的增长，海绵钛产量也呈快速增长的趋势。从全球角度看2004-2007年经历了一轮快速增长，从8.5万吨增加至16.64万吨；2008年达到17.96万吨，需求的缺口得以补上，平衡初步建立；此后受国际金融危机影响回落，2009年总量下降约20%，仍然超过，仍然超过13万吨；2010年、2011年产量分别回
升至16.9万吨和19.6万吨。从国内来看，2001年至2007年也出现一轮高增长，从2,000多吨增至45,200吨，2008年达到49,632吨，2009年回落约19%。随着2010年全球经济的逐步回暖，需求出现缓慢上升态势，国内产量重现增长，2011年达到64,952吨。
2)政策扶持
按照我国钛行业“十二五”发展规划要求，钛材用海绵钛的产能将控制在10万吨/年以内，其中海绵钛1级以上品级率70%以上；同时，要收缩现有企业数量，提高钛产业的聚集度，预计形成3-5家世界级的大企业(海绵钛或锭的产量过万吨)，发挥规模效益优势，钛行业集中度有望进一步提升。国家对钛行业的规范虽然表面上收缩了现有企业数量，但实际提高了钛产业的聚集度，将有利于遵义钛业这样的行业龙头更好的发挥其规模效益优势。
3)技术进步
改革开放以来,中国在钛冶炼方面取得巨大的进步。
80年代中期,遵义钛厂将固定床氯化技术改造成无筛板沸腾氯化技术,完成了攀枝花钛精矿的沸腾氯化试验,并获得成功。在此基础上,1990年,遵义钛厂Φ1200mm无筛板沸腾氯化炉实现产业化。
“七五”期间,遵义钛厂倒U型5吨联合炉制备海绵钛技术获得成功。至此,中国生产海绵钛生产技术由分离法发展成还原-蒸馏联合法,由2吨炉发展成5吨炉,同时遵义钛厂海绵钛产能由1000t/a发展成2000t/a。
2001年,遵义钛厂自行开发的倒U型8吨还原蒸馏炉获得成功,使中国还原蒸馏技术达到国际先进水平。
2004年,遵义钛厂Φ2400mm无筛板沸腾氯化炉试验成功,并转入工业化生产。这是中国沸腾氯化技术的一次重大技术进步。
2005年遵义钛厂年产5000吨海绵钛现代生产技术与装备产业化示范工程取得成功。同年9月遵义钛厂海绵钛产能达到10000t/a。遵义钛厂成为世界级的海绵钛大厂。
2006年,遵义钛厂倒U型12吨还原蒸馏联合炉技术通过技术鉴定,使中国海绵钛的还原蒸馏技术在大型化上达到世界领先的水平。同年,抚顺钛业有限公司的Φ2.56m的大型沸腾氯化炉试验成功,单炉日产粗TiCl
达到120吨。
4
2008年,洛阳双瑞万基钛业公司镁生产的多极性电解槽开发成功。北京有色金属研究总院和天津化工厂天泰化工公司合作研究的一步法铝粉除钒精制TiCl
4工艺技术通过技术鉴定。抚顺钛业公司开发的I型5吨联合炉生产海绵钛技术通过技术鉴定。
截至目前，国产海绵钛在质量、产量上已到达国际先进水平，基本满足国内钛行业需求。
3.3国内主要海绵钛生产企业
1、遵义钛业股份有限公司
遵义钛业是我国最大的也是国内唯一的海绵钛全流程生产企业，在国家的支持下，2001年11月该厂开展债转股工作，转制成为遵义钛业有限责任公司，进行现代企业制度建设。2005年4月，遵义钛业有限责任公司将钛生产部门整合起来，发起成立了遵义钛业股份有限公司。
遵义钛业股份主要产品有海绵钛、金属镁、四氯化钛、氯化镁、主导产品海绵钛现有产能34000t，遵义钛业目前有8t∕炉和12t∕炉生产线各一条，遵宝钛业有6t∕炉生产线一条。
该企业拥有荣获国家科技进步二等奖的国内最先进的5吨联合炉海绵钛生产工艺、国内最大技术最先进的直径2400毫米无筛板沸腾氯化炉工艺、国内最先进的海绵钛破碎技术，拥有达到国际先进水平的8吨联合炉等先进生产工艺。“十五”计划期间，遵义钛业海绵钛产能实现了历史性的跨越，年产能从上世纪不足2000吨已跃上了万吨产能的大关，成为世界上仅有的几家万吨海绵钛生产企业。
获得国家科技进步二等奖的“还原-蒸馏联合法制取海绵钛工艺与设备”以及自行研制的倒U形8t∕炉和12t∕炉（世界最大炉形）生产工艺，具有先进水平的Φ2400无筛板沸腾氯化炉，其“年产5000t级海绵钛现代生产技术及装备产业化示范工程”的投产，极大地提升了国内海绵钛行业的技术装备水平。
2、宝钛华神钛业有限公司
宝钛华神钛业有限公司由宝鸡钛业股份有限公司和锦州华神钛业有限公司共同投资组建，地处辽宁省锦州市汤河子工业园区，占地79920平方米，建筑面积58460平方米，公司拥有总资产3亿元，拥有员工600多人，公司下设12个部、室，10个生产车间、1个维修车间，企业主要生产海绵钛和海绵锆。可年产
海绵钛12000吨，年产海绵锆500吨
宝钛华神钛业有限公司拥有一批经验丰富的高级管理人员和专业技术人员，对产品的生产过程进行全面的技术监督，并辅以国际先进的检测仪器、完善的检测手段、严密的质量保证体系，使产品质量达到同行业先进水平。2007年通过了质量管理体系认证。
公司始终坚持“以人为本、科学管理、稳健发展、追求卓越”的核心理念，经济效益稳步增长，综合实力不断增强。产品遍及国内20多个省市，并远销日本、韩国、英国、欧美等国家。公司先后荣获“辽宁省优秀企业”、“辽宁省高新技术企业”、“锦州市明星企业”、“锦州市十佳企业”、“锦州市突出贡献企业”等荣誉称号。
3、唐山天赫钛业有限公司
唐山天赫钛业有限公司成立于2005年4月，2007年8月与香港New Horizon Ever Green Alternative Investment Limited（新宏远创投资基金）合资，注册资金23530万元人民币，是一家致力于为航空、航天、国防建设领域提供优质海绵钛及相关产品研发为一体的专业制造商与服务商。唐山天赫钛业有限公司坐落于唐山市南堡经济开发区工业区。公司15000t/a海绵钛项目，被列为河北省高新技术项目和河北省十一五规划重点建设项目。项目总投资30亿元人民币。项目一期已于2006年9月投产，形成了6000t/a海绵钛、30000t/a四氯化钛生产能力。项目二期于2008年9月正式投产，形成9000t/a海绵钛生产能力。与15000t/a海绵钛配套的资源循环利用项目18000t/a电解镁工程，于2008年9月正式动工。2010年，随着项目的全面竣工，公司成为国内钛产业界中具备生产粗四氯化钛、精四氯化钛、海绵钛及海绵钛生产过程中副产品氯化镁经电解实现钛镁闭路循环的全工艺生产流程的高技术企业。
4、洛阳双瑞万基钛业有限公司
洛阳双瑞万基钛业有限公司是中国船舶重工集团公司第七二五研究所和洛阳新安电力集团公司共同投资组建的大型海绵钛生产企业，规划产能为年产10000吨海绵钛，主导产品海绵钛，副产品无水氯化镁。公司成立于2005年5月，一期工程已部分竣工投产，开创了河南有史以来生产海绵钛的崭新局面；2008年年底达到10000吨/年的生产能力。公司主要工艺技术从国外引进，关键
生产设备和检测设备均具有国际先进水平，使海绵钛生产达到环境友好、节能降耗、自动高效和卫生清洁，综合指标达到国内领先、国际一流。
5、朝阳金达
朝阳金达集团始建于1996年，是集采、选、冶、加、科、工、贸和对外开发为一体的现代化、外向型的民营企业。工业园区占地面积26万平方米，环境优美、交通便利。
现拥有朝阳金达钼业有限责任公司、朝阳金达钛业有限责任公司、朝阳新华钼业有限责任公司、敖汉磊鑫矿业有限公司、朝阳金泰房地产开发有限责任公司和北京盛源铭业金属资源有限公司等六家子公司。
金达集团拥有丰富的矿产资源，雄厚的技术力量，先进的工艺设备和完善的采、选、冶综合能力。主要产品钼铁、氧化钼粉、氧化钼块、钼精粉、海绵钛和铁精粉等，应用于航空、航天、军工、电子、冶炼等领域，出口到欧洲、美洲、非洲及亚洲等地的一些国家和地区，国内销往各大钢铁集团及铸造公司。
6、其他单位
除以上单位外，朝阳百盛、抚顺钛业、攀枝花欣宇化工等海绵钛生产企业也纷纷上马海绵钛生产线，其产量与质量同步提升，使我国钛加工材和海绵钛的产量迅速攀升。
3.4 中国海绵钛市场的供需状况
1．产能和产量
产能
2012年中国海绵钛和钛加工材的产量继续增长。根据16家企业的统计，2012年中国海绵钛的产能达到148500t/a，比2011年增长了15.6%。
产量
2012年，中国有16家企业生产了81451t海绵钛，同比增加了25.4%。
表3 2012年中国海绵钛的产量，t
海绵钛
生产企业
产量所占比例，%
18928
遵义钛业23.2
唐山天赫10500 12.9
洛阳双瑞万基10431 12.8
朝阳金达9200 11.3
8321
宝钛华神10.2
朝阳百盛4000 4.9
抚顺钛业3600 4.4
攀长钢3177 3.9
攀枝花欣宇化工2794 3.4
山西卓峰2500 3.1
鞍山海亮2100 2.6
金川集团钛厂2000 2.5 中信锦州铁合金股份1500 1.8
宝鸡力兴钛业1500 1.8
四川恒为制钛600 0.7 锦州华泰金属工业300 0.4
小 计81451 100
2.需求量
表4 近10年来中国海绵钛的需求量，t
年份 2002 2003 2004 20052006200720082009 2010 2011需求量 5215 6879 6588 1099516634405523975441860 55300 56451增率，% … 31.9 -4.2 66.951.3143.8-2.0 5.3 32.1 2.1 总体来说中国海绵钛的需求在逐步上升；2004年需求下降是因为海绵钛供应不足所致；2008年需求下降是因为金融危机加重所致。
3.进出口
图3、近十年中国海绵钛的进出口量，t
从近十年的海绵钛进出口量可以看出，中国海绵钛的进口量在急剧减少，出
口随之增加，但海绵钛的90%原料需要进口。
4.市场及价格
销售量
2012年，遵义钛业等海绵钛企业库存海绵钛3660t，净出口4398t；中国海绵钛的销售量为73393t，比2011年大幅增长了30.0%。
价格
随着钛材市场需求的增加，海绵钛需求量逐年增大，但海绵钛市场价格仍处于低位调整阶段。
第四章海绵钛的价格影响因素
4.1海绵钛价格历史走势
根据钛协会的逐月统计，2012年中国海绵钛的价格处在一个历史的低位。2012年一级海绵钛的价格走势如图4。
4.2影响海绵钛价格的因素分析
4.2.1国际国内需求因素
从中国整个工业结构来看，钛工业属先导型材料工业，与整个国民经济的发展密切相关。国民经济高速发展，则钛工业会更快地发展，国民经济减速，钛工业则往往先减速。
目前，世界金融危机已导致世界经济进入一个回调期，发达国家纷纷陷入衰退之中。中国国民经济也处在一个宏观调控期，人民币升值，出口退税率下调，社会需求萎缩，已经实质影响了钛的需求，这是中国目前钛工业产量增幅回落的主要原因，从另一方面说，国家若刺激经济发展,钛工业发展速度就会迅速上升。
4.2.2原材料因素
钛精矿可以生产海绵钛，也可生产钛白粉，受钛白粉行业景气影响，钛精矿价格不断上扬，导致海绵钛价格随之上涨。
4.2.3相关行业发展形势因素
与钛行业直接相关的战略性新兴产业有：新能源、节能环保、电动汽车、新材料、海洋工程和民用航空业。“十二五”期间我国钛行业需求将步入一个全新的
增长期，预计公司航空军品订单迎来大发展。“十二五”期间，我国航空航天、船舰、海洋工程、甚至医疗和体育休闲等国民经济部门对钛的需求都将迎来新的发展时期。中国大飞机项目、嫦娥工程、航空母舰和新一代战斗机、海洋工程、核电站计划等都将逐渐迎来对高端钛材需求爆发式增长时期。
4.2.4宏观经济形势
宏观经济是影响整个海绵钛产业供求关系的重要因素。当宏观经济景气时，海绵钛需求增大，价格上升；反之需求减少，价格下跌。在分析宏观经济时，有两个指标是很重要的，一是经济增长率，或者说是GDP增长率；另一个是工业生产增长率。
4.2.5生产成本
生产成本是商品价格水平的基础，市场价格不可能长期低于生产成本。
4.2.6投资基金动向
海绵钛金属由于资源量少，单位重量价值高，易于变现流通等特点，其金融属性越来越强。工业需求之外，投资需求也越来越大，尤其是获得了大型投资基金的青睐。因此投资基金的持仓情况对海绵钛价格走势具有很大的影响力。
4.2.7汇率变动
国际上海绵钛的交易一般以美元标价，而目前国际上几种主要货币均实行浮动汇率制。当前国际外汇市场形成美元、欧元和日元三足鼎立之势。由于这三种主要货币之间的比价经常发生较大变动，这种变动会进一步影响到海绵钛的价格。
4.2.8投机因素
投机因素主要包括市场流动性和投资者心理两方面。当市场流动性泛滥时，价格甚至会在供大于求的情况下持续上涨。
第五章上市产品或品牌经营企业概况宝钛股份是我国最大的以钛为主导产品的稀有金属材料专业化生产、科研基地，产品广泛应用于航空航天、化工、石油、医药、海洋工程及高档日用消费品等领域，国内市场占有率在40%以上，其中高档钛材和军工钛材市场占有率高达80%以上，国际市场占有率为10%左右。
宝钛华神钛业有限公司是由国企上市公司宝鸡钛业股份有限公司控股的股份制企业，也是国内技术最先进的海绵钛全流程大型冶炼企业；公司位于依山傍海的历史名城——锦州。坐落在锦州市汤河子产业园区，占地面积275849m2，公司现有在职员工688人，其中技术人员216人。企业主要生产海绵钛、海绵锆，可年产海绵钛12000吨，海绵锆500吨。
作为中国钛行业一颗闪亮的新星，宝钛华神钛业有限公司目前已成为中国最大的钛、锆生产和销售企业，是国家认定的高新技术企业。其主导产品广泛应用于航空航天、舰艇、核潜艇、火箭、导弹、宇宙飞行器、海洋工程、化工、石油、医药及高档日用消费品等领域。
公司拥有一大批紧跟世界领先技术的生产技术人员，具有系统的科研开发体系和很强的技术开发能力，先后取得20多项科技成果和15项国家专利。公司拥有完善的质量控制和保证体系，并通过了GB/T19001-2008（国标）质量管理体系认证、GJB9001B-2009（国军标）质量管理体系认证和AS9100C（对航空、航天和国防组织的要求）质量管理体系认证。公司先后荣获"辽宁省优秀企业"、"锦州市明星企业"、"锦州市突出贡献企业"、"锦州市十佳企业"、"锦州市十强企业"、等荣誉称号。
得益于宝钛股份严格的质量控制要求，宝钛华神钛业有限公司不断更新海绵钛生产设备，提高海绵钛生产工艺水平，严控生产过程，目前所生产的海绵钛质量取得大幅提升，已基本成为国内外生产重要用途钛加工材的首选海绵钛，其产能、市场占有率正不断攀升，逐渐成为我国海绵钛生产行业的中坚力量。
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。 熔盐氯化法是前苏联20 世纪60 年代研制成功，用以生产四氯化钛的方法，该法不仅适用于前苏联的原料特点（钛渣含CaO+MgO 约6%），其炉子产能达20 t/m2 ~25 t/m2 四氯化钛，熔盐段截面积为6m2。大型熔盐氯化炉日产四氯化钛为120 t~150 t，原为矩形炉，现改为圆形炉，圆形熔盐氯化炉的尺寸为Φ 5.0 m×8.5 m，内径Φ 内为2.76 m，长方形为4.5 m×3.5 m×8.5 m。圆形炉内无死角，炉体强度增大，3 年大修1 次，比矩形炉使用年限延长近1 倍。熔盐氯化可使用多种富钛物料，除了含钙镁的钛渣外，现广泛使用由红钛铁矿（Fe2O3 3TiO2）熔炼的钛渣（TiO2 87%~91%），亦可使用金红石。 乌克兰采用熔盐氯化生产已有40 多年的历史，不仅适用于该国钛精矿MgO、CaO 含量高的特点，还具有以下优点：1）氯化装置单位生产率高，可达20 t/m2·d ~25t/m2·d TiCl4；2）氯化温度低，为800℃，很多杂质不会因氯化而进入TiCl4；3）从炉料到工业四氯化钛，钛的回收率高，可达95%；熔盐本身有净化TiCl4 的作用，获得TiCl4杂质含量低，钒、氯、硅、碳等杂质总含量≤2%；制得TiCl4 产物达98%以上，可使AlCl3、FeCl3、CaO、MgO 和SiO2 等杂质留在熔盐介质中，然后排出；4）对原料粒度组成要求不高，可利用细小粒度的钛渣；5）反应过程不产生COCl2，废气无爆炸危险。废气中Cl2 和HCl 含量非常小，对环境污染也不大。
攀钢集团钛业有限责任公司15Kt/a海绵钛项目简介 攀钢“十一五”发展规划明确提出“做大钒钛、做精钢铁、做好资源、做强企业”，在这一战略思想的指导下，攀钢将实施一系列钛产业重大投资项目，使钛产业成为国内最大，国际上具有重要影响的钛产品完整的产业体系，而其中一个关键项目就是海绵钛工程，项目结合攀枝花钛铁矿资源的特点，引进乌克兰的熔盐氯化生产技术，采用“I”型炉生产海绵钛，所生产的产品定位于军工、航天、航空、医疗等高端市场。 1、项目产品及规模 本项目产品商品海绵钛，生产产能商品15000吨/年，优质品率达80%以上。 2、工艺流程简介 2.1海绵钛生产工艺流程 见附图1。 2.2海绵钛生产的各工序简介 2.2.1氯化原料准备 本工序按照盐氯化车间原料的要求将高钛渣、石油焦、氯化钠进行加工。高钛渣经过球磨机磨细后进入棒式磁选机进行磁选；石油焦经过筛分后进入圆锥破碎机进行破碎，然后再进行干燥和磁选；氯化钠干燥后和加工过
的高钛渣、石油焦一起加入氯化炉中进行粗四氯化钛生产。 2.2.2熔盐氯化 本工序采用熔盐氯化法生产粗四氯化钛（CTT）。升温后氯化炉中的钛渣和焦炭悬浮在氯化钠熔盐介质中，和通入的氯气反应生成TiCl4。生成的氯化产物以气体形式进入收尘室除去高沸点杂质，经收尘室后，气体混合物被送到喷淋洗涤器，在喷淋洗涤器中用四氯化钛循环矿浆对其进行喷淋，以洗涤出杂质并对混合气体降温。从喷淋洗涤器出来的气体混合物送入喷淋冷凝器中冷凝。喷淋槽中的冷凝物通过溢流进入收集罐，再由泵打入沉降槽中沉降，上部澄清液即为氯化工序产品—粗四氯化钛。 2.2.3精制TiCl4 精制工序是除去粗四氯化钛中的杂质（包括气体、液体和固体杂质），以使四氯化钛中杂质含量满足生产海绵钛要求。四氯化钛精制采用铝粉除钒，通过蒸馏塔除去四氯化钛中的钒，一级精馏除低沸点杂质，二级精馏除去高沸点杂质。 2.2.4还原蒸馏 本工序采用克劳尔法以及先进的设备“I”型炉来生产海绵钛。来自精制车间的精四氯化钛用Mg去还原，然后再真空蒸馏还原产品，以除去残留在海绵钛砣孔隙中的Mg和MgCl2，达到提纯除杂的目的。 2.2.5海绵钛砣加工 本工序采用液压顶出机将海绵钛砣从还原罐中顶出后清理底部与侧面的杂质，再将还蒸过程、除杂过程控制参数符合控制要求的海绵钛砣被送到高品质海绵钛加工线，其它送商品级海绵钛生产线。
我国海绵钛产业发展历程及带给我们的启示与思考 我国海绵钛产业发展历程及带给我们的启示与思考这个话题是有源头的，稍稍勾勒出一幅钛工业发展的画面，会发现钛这种金属其实是在毛泽东、朱德等国家领导人的高度重视下发展起来的，这是我国钛工业发展的“前世”，探寻到了“前世”的发展才能有“今生”的启示与思考。让我们先来看看我国钛工业的“前世”： 1958年3月，在中共中央政治局成都会议期间，冶金部向中共中央和毛泽东主席呈送《争取有色金属产量的飞跃，占领有色金属的全部领域》的报告，建议将包括钛在内的64种有色金属全部研制出来。建议得到中共中央的重视和毛泽东的肯定，毛泽东说：“64种有色金属没有它不行”。1958年3月，朱德委员长视察冶金部有色金属研究院的10公斤海绵钛扩大试验场时说：“钛这种金属十分重要”。钛当时起步较早，成为走在前面的一种金属。 1954年至1958年我国钛处于研制阶段：1955年11月在重工业部有色金属综合研究所（即现在北京有色金属研究总院前身）用镁还原法试制成功纯度为99.3%的海绵钛； 1959年至1964年是海绵钛工业化阶段：抚顺铝厂钛生产车间于1959年3月投产，当年只生产了8吨。1960年沈阳苏家屯加工厂建成我国第一个钛材加工车间，使当时飞机等军工产品试用钛材有了可能； 1964年至1971年钛初步发展阶段：1964年在贵州筹建三线企业遵义钛厂，陕西筹建我国第一个稀有金属材料专业厂（现宝钛集团）。1970年9月，遵义钛厂生产出第一炉海绵钛。期间先后形成6个海绵钛厂，产量由1961年的54吨增加到1971年的1224吨，钛材由1964年的不到2吨增加到1971年的280吨； 1972年至1977年为徘徊阶段：文革带来的危害很大，到1976年至1977年全国年产钛已下降到不足600吨，钛生产逐渐处于无人过问状态（同步发展的日本、美国已经把中国钛工业甩在了后面）； 1977年至2000年为钛工艺发展成熟期：海绵钛厂以三线企业遵义钛厂为主，钛材加工厂以现宝钛集团为主，工艺逐步完善，科研院所与企业共同展开技术攻关科学试验。洲际导弹发射、核潜艇下海都有钛工业的贡献。但，总体来讲钛的
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。 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 。
我国海绵钛生产现状和发展前景 邓国珠 （北京有色金属研究总院） 1、生产状况 我院1954年开始研究金属钛的制造技术，1958年开始建立小规模生产装置。上世纪60年代和70年代初，在抚顺、上海、遵义、宝鸡和沈阳建立海绵钛和钛材加工工厂，形成了从矿石、海绵钛、钛材、设备和工业应用的完整的金属钛生产和应用体系。至今，世界上只有美国、俄罗斯、日本和中国具有这样的钛生产和应用体系。 但是，由于经济发展水平和钛需求市场的影响，我国金属钛生产的发展速度是缓慢的，到1985年海绵钛年产量才突破千吨。从1985年至2003年的近二十年间，海绵钛年产量一直在1000吨至3000吨间徘徊。近几年的发展速度才加快，2004年产量达到4,800吨，2005年9,500吨，2006年达到18,000吨。按年产量，居世界第四（表1）。到2006年，我国才有了年产万吨级规模的海绵钛工厂。与此同时，钛材和应用也达到了相应的规模。 表1 近年来各国海绵钛产量（t/a）
在最近几年间我国掀起了海绵钛投资“热”，据不完全统计，全国有近三、四十家大小企业介入投资海绵钛。其中，有三家年产5000 t规模的工厂已初步建成和部分投产，还有一些年产小于5000 t规模的工厂也已在建或已投产。 从去年开始，发展到一个新阶段，出现一批国有大型企业公司投资建设大型化海绵钛工厂，目前有的已进入设计阶段。 今年我国海绵钛产量预计达到30,000吨。其中，只有大约一半是工艺和设备较配套的产能，另一半则是不配套的产能。不配套的产能，主要是在2005～2006年间海绵钛价格上涨，在暴利的刺激下建立起来的小生产线。这些生产线，大部分只有还原—真空蒸馏系统，靠外购四氯化钛和金属镁生产海绵钛，副产的氯化镁外销，不能实现氯和镁在生产中的循环使用，面临着成本高和环境压力，与国外的大型化工厂比较，缺乏竞争力。 2、技术状况 我国海绵钛生产技术，依靠国内力量不断实现进步。现在主要工序都已采用了国际主流技术（表2），如沸腾氯化技术、浮阀塔精馏技术、还原-蒸馏联合法技术、还原-蒸馏过程计算机控制技术和无隔板槽电解镁技术等。主要设备也已基本上实行了大型化，如直径2.6m 沸腾氯化炉、8t倒U型还原-蒸馏联合炉和110KA无隔板镁电解槽。
海绵钛、钛及钛合金 化学分析方法 第10部分：铬含量的测定 硫酸亚铁铵滴定法和电感耦合等离子体原子发射光谱法（含钒） 编制说明 （送审稿） 西北有色金属研究院 2018.11
国家标准《海绵钛、钛及钛合金化学分析方法第10部分：铬含量的测定硫酸亚铁铵滴定法和电感耦合等离子体原子发射光谱法（含钒）》 编制说明（预审稿） 一、工作简况 1.1 任务来源及计划要求 根据国标委《国家标准委关于下达2017年第四批国家标准制修订计划的通知》（国标委综合〔2017〕128号）精神的文件精神，由西北有色金属研究院负责起草国家标准《海绵钛、钛及钛合金化学分析方法第10部分：铬含量的测定硫酸亚铁铵滴定法和电感耦合等离子体原子发射光谱法（含钒）》国家标准，项目计划编号为20173521-T-610，项目要求2019年度完成。 1.2 调研和分析工作的情况 钛及钛合金是一种重要的结构材料，在航空、航天、冶金和日常生活器具等工业生产中，具有广泛的应用。GB/T4698.10-1996已实施二十余年，有必要对其尽快修订，保证标准制/修订的连续性。 含铬的钛合金不多，现有牌号TB2（7.5%-8.5%）、TB5（2.5%-3.5%）、TB9（5.5%-6.5%）、TB10（1.5%-2.5%）、TC21/ TC15（3.5%-4.5%）、TC18含铬0.5%-1.5%和TC21为0.9%-2.0%，含有删除牌号TB1含铬10.0%-11.5%、TC7含铬0.4%-0.9%、TC5含铬2.0%-3.0%。其中含钒的有TB2、TB5、TB9、TB10、TC18等5种牌号钛合金，铬量集中在0.30%~15.00%之间。考虑保留原GB/T4698.10-1996较宽的测定范围0.010%~15.00%。同时新增ICP-AES法。 本研究采用两种不同方法，方法一试料用硫酸溶解。在硫酸介质中于室温条件下，用高锰酸钾将钒氧化至高价，用硫酸亚铁铵标准滴定溶液滴定钒。然后在加热的条件下，以硝酸银为催化剂，用过硫酸铵将钒和铬同时氧化成高价，再用硫酸亚铁铵标准滴定溶液滴定钒和铬。两次滴定所消耗滴定剂的体积之差即为滴定铬所需滴定剂的体积，由此求得铬的质量分数。方法二用盐酸和氢氟酸溶解试料，滴加硝酸氧化至紫色消失。用电感耦合等离子体原子发射光谱法进行测定，按工作曲线法计算铬的质量浓度，以质量分数表示测定结果。方法的测定范围为0.010%~15.00%，方法灵敏度高、重现性好，实用性强。 1.3 起草单位情况 西北有色金属金属研究院成立于1965年。是我国重要的稀有金属材料研究基地和行业技术开发中心、是国内稀有金属科研生产基地项目和稀有金属材料加工国家工程研究中心、金属多孔材料国家重点实验室、超导材料制备国家工程实验室、中国有色金属工业西北质量监督检验中心、层状金属复合材料国家地方联合工程研究中心等的依托单位，地处西安、宝鸡两地六区。研究院现有资产总值64.6亿元，仪器设备3000多台套，占地3428亩，正式职工2874人，其中科技人员近千余人，有中国工程院院士1人，教授、高工200多人，博士、硕士300余名。形成了以钛产业为主业，覆盖超导材料、金属纤维及制品、稀贵金属材料等产业的多元化格局，其产品广泛应用于航空、航天、航海、信息、电子、能源、环保等国民经济重要领域。 材料分析中心其前身可追溯至成立于1966年11月的西北有色金属研究院第三研究室（金属物理研究室）和第二研究室（化学分析研究室）。在四十多年的发展中，中心完成各类课题320项，获奖成果24项，其中省部级科技进步二等奖4项、三等奖9项，市局级科技进步一等奖1项、二等奖1项。制/修订国家、国家标准50多项；主持了《钛及钛合金化学分析方法》、《锆及锆合金化学分析方法》等标准方法，研制了《钛合金化学成分标准物质》
海绵钛加工车间自动控制系统综述 李忠祥 攀钢集团工程技术有限公司 2012年6月7日
海绵钛加工车间自动控制系统综述 李忠祥 攀钢集团工程技术有限公司 摘要：本文介绍了海绵钛加工车间的工艺流程和主要功能，阐述了海绵钛加工车间设备及控制系统的组成，并分别对各部份的主要控制功能进行了描述，最后分析了海绵钛加工车间在生产过程中的优势。 关键词：海绵钛加工车间工艺流程控制功能 1引言 钛在地壳中的含量约为0.6%，占第9位。在已探明储量中我国占世界总储量的49%，居世界首位。通过与不锈钢、铝合金等材料的对比，发现钛的比强度大约为不锈钢的3倍，为铝合金的1.3倍。钛及其合金是优秀的结构材料和功能材料，因具有高比强度和耐腐蚀性而被称作“太空金属”和“海洋金属”，在航空航天、航海工程、电力、化工、冶金、汽车以及日常生活中的运用将越来越广泛。 目前，海绵钛生产上仍沿用“钛矿物→海绵钛→钛材/钛合金”的工艺流程。近年来，国内外在海绵钛生产领域取得了许多新成果，对进一步推动钛工业的发展具有重要意义。 海绵钛生产工艺是以高钛渣、石油焦和氯气为原料生产TiCl4，
再将TiCl4还原生产海绵钛。制备海绵钛有很多方法。迄今为止，真正实现海绵钛生产工业化的只有Korll法（镁热还原法）和Hunter 法（钠热还原法）。随着采用Hunter法生产海绵钛的美国RMI（活性金属工业公司）以及英国狄塞德钛公司的关闭，现在Hunter法已经被淘汰，Kroll法占据主导地位。 全球目前仅有中国、日本、美国、俄罗斯、哈萨克斯坦和乌克兰6个国家生产海绵钛，且生产工艺全部采用Kroll法。镁还原制取海绵钛的原理是：在800℃-850℃的反应器中，氩气保护环境下，让精四氯化钛和金属镁经还原反应得到海绵状的金属钛和氯化镁，将氯化镁排除还原炉，用真空蒸馏的方法除去海绵钛孔隙中残留的氯化镁和镁，从而获得海绵钛。排出的氯化镁经电解回收镁和氯气，循环使用。蒸馏冷凝物经熔化后排出氯化镁，剩余镁可继续作为镁还原剂。 2海绵钛生产工艺流程 由于攀枝花钛矿具有品味较低，钙镁含量高的特点，不适宜采用常用的沸腾氯化技术，而国内的熔盐氯化技术存在技术不成熟，环境污染较大的不足。乌克兰熔盐氯化技术适用于高钙镁含量的钛渣，并具有成熟的适用经验，而且，在还原蒸馏阶段采用的技术所得到的产品品质优异，能够满足航空航天等高端用钛的需求。因此，本工程主体技术采用引进乌克兰技术，其生产采用目前世界通用的镁还原蒸馏工艺路线，产品为海绵钛，主要步骤包括： 钛渣→研磨到合适粒度→熔盐氯化→粗四氯化钛→精制→精四
关于海绵钛情况的调研报告： 海绵钛是制作钛铸锭乃至钛材不可或缺的基础环节和中间产品，提炼海绵钛，熔铸钛锭的成本较高，制约了钛工业的发展，影响了钛的广泛应用。我国海绵钛产地主要集中在贵州、辽宁、河南河北、四川和山西等地。国标规定海绵钛按硬度分为6个等级，海绵钛是疏松的多孔海绵状，表面积很大，比较活泼，极易氧化。海绵钛不易长期储存。我国海绵钛产地主要集中在贵州、辽宁、河南河北、四川和山西等地。2008年产能达到7万吨左右。主要生产企业有：遵义钛业，抚顺钛业，朝阳百盛锆业有限公司，锦州华神钛业有限公司，朝阳金达钛业有限公司，唐山天赫钛业有限公司，洛阳双瑞万基钛业有限公司。宝鸡钛业有限公司对华神进行了控股，华神的董事长由宝钛的副总经理担任。按照GB/T 2524-2002《海绵钛》的规定，海绵钛分0级-5级共六个等级，其牌号为MHT-100至MHT-200共六个牌号（100指的是海绵钛的布氏硬度值不大于100），纯度(%质量)一般为99.1～99.7，杂质元素(%质量)总量为0.3～0.9，杂质元素氧(%质量)为0.06～0.30，硬度(HB)为100～200。 二、海绵钛的性质：钛是一种耐腐蚀的金属，但是绝对不氧化，不腐蚀的物质是不存在的。钛并不是不氧化，特别是在高温状态下，极易与氧结合，只是其氧化物极为致密，可以防止氧进一步的侵蚀。海绵钛是疏松的多孔海绵状，表面积很大，比较活泼。表面积越大，与空气的接触面越大，活性越高，易与气体、水发生反应，极易氧化。而氧在钛中是一种杂质元素，氧含量超标，海绵钛就不能使用，只能报废。 钛粉的极细粉末在受热，遇明火或接触氧化剂时会引起火灾，也能在二氧化碳或氮气中燃烧。只有氩气和氦气才可以控制钛粉的燃烧，根据燃烧学我们知，在加工和处理金属粉末时，通常会产生粉尘云，如果粉尘云与空气混合后比例适当，达到了爆炸极限范围之内，遇外界明火，打火，静电放火，即可引燃金属粉尘。 三、海绵钛的包装：国家标准规定：海绵钛按每桶（件）净重为70kg～250kg分装，包装桶为镀锌铁桶，桶内衬有聚氯乙烯薄膜袋，用揭盖密封，桶盖与桶身结合处应有可识别包装是否完好的标识。一般现在都是200kg一桶。 产品包装后，桶内进行抽空、充氩。产品应存放于干燥仓库内，不得露天堆放或与酸、碱等腐蚀性物品混放。产品运输时应小心轻放，严防受潮和密封处碰撞损坏。 三、海绵钛的储存：依据现有的资料，海绵钛尚没有长期储存的经验。根据海绵钛的性质及各个钛加工厂的使用经验，海绵钛必须随到随用，储存期最长不能超过一年。我们储备系统曾经储存过海绵钛。在70年代由于我们对海绵钛的性质不了解，曾经接收了一批海绵钛，当时是100kg一桶，粒度也较现在的大。此批海绵钛接收不到半年就有专家指出，海绵钛不宜长期储存，国家局很快就将海绵钛出库，由厂方加工为钛锭储存了，前后的储存期不到一年。因此就我们来说，长期储存海绵钛也是没有经验的。鉴于以上原因，我们储备系统仍然不宜储存海绵钛。第一、海绵钛的性质决定了其不能长期储存。海绵钛极易氧化，由于其表面积很大，吸附的氧也很多，而且与炼钢不同，被氧化了的海绵钛在熔铸钛锭时是不可能去除氧元素的，而只能报废。第二、长期储存海绵钛风险过高。海绵钛生产厂提出在聚氯乙烯薄膜袋中填充氩气后可以储存三年，但是，此说法一是各个钛加工厂不予认可，经与生产钛锭的厂方交谈，他们讲，海绵钛储存期超过一年的，厂方都不会使用，厂方也没有使用过储存三年以上海绵钛的经历；二是直至现在尚没有储存三年而海绵钛质量没有变化的先例，我们不宜冒险长期储存，况且聚氯乙烯薄膜袋与海绵钛和铁桶接触很容易破裂，惰性气体很容易挥发。第三、短期储存海绵钛成本过高。如果储存海绵钛就必须要求海绵钛生产厂定期予以轮换，一般应该是一年一轮换，这样储存海绵钛的成本就会很高，就是按照厂方说的三年轮换一次成本也过高，而且很难制约厂方定期轮换。第四、储存海绵钛有一定的危险性。按照现有国家标准的规定，海绵钛的粒度大大小于70年代，而且规定允许有5%的粉末，这样在加工和处理海绵钛时，如果形成粉尘云，遇到明火或静电起火，很容易引起燃烧，这样的例子在钛厂时有发生。当然，这种危险性在我们仓库比较小，但是，我们储存也应当考虑这方面的因素。综上所述，海绵钛不适于长期储存。由于钛铸锭是制造钛材的必经环节，而钛铸锭属于致密状态的，又便于装卸搬运，因此，无论从安全性，经济性，还是便利性来说，储存钛铸锭都是很适宜的。况且储存钛铸锭即可帮助海绵钛厂，也可扶持钛加工厂，一举二得。 合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类：①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素，又可分同晶型和共析型二种 应用了钛合金的产品
海绵钛生产还原过程常见问题的分析处理 ————山西卓锋钛业郑云萍 1、前言 目前国内海绵钛生产工艺方法普遍采用镁热还原工艺，随着海绵钛生产的规模化和生产技术的日渐成熟，提高海绵钛生产过程质量，提高产品零级品率成为各生产厂家在市场中占有一席之位的法宝，而产品品质的提高主要在于还原过程的控制，因此提高海绵钛生产过程质量，精确控制海绵钛生产还原过程显得尤为重要。 2、还原过程在海绵钛生产中的作用 镁还原法的反应方程式： TIC14(g)+2Mg(1)=Ti(s)+2MgC12(1)+5l9kJ(放热) 海绵钛生成机理： ○1还原阶段熔融状态的金属镁在惰性环境下与液态或气态的四氯化钛发生氧化还原反应生成金属钛及氯化镁，并放出热量； ○2蒸馏阶段还原结束排除剩余液镁及氯化镁的还原产物，在真空、加热状态下将夹杂在海绵钛产品内的镁、氯化镁、低价钛经过挥发除去的过程。 还原阶段是产品生成的阶段，蒸馏阶段是产品净化、纯化的阶段。产品结构的形成主要依靠还原过程来完成，因此，还原阶段对于产品质量的高低，至关重要。 还原生产过程工艺控制要求 国内目前海绵钛生产的还原工艺控制没有规范的标准，大多数海绵钛
生产厂家采用的都是模仿“钛斗”遵义钛业的生产工艺。 即: ○1还原前中期控制反应液面温度于800-830℃，控制还原测温点1#温度小于750℃，控制反应液面于2#-3#还原测温点之间，底部保持780-820℃温度；还原后期控制反应液面温度于800-850℃，控制还原测温点1#温度小于800℃，底部保持800-830℃。 ○2依据反应器内径及散热条件，控制还原料速于200-330kg/h; ○3按时排放氯化镁，保证还原液面及还原温度的控制； ○4控制反应器压力于0.005-0.025MPa。控制氯化镁管压力于0.015-0.065 MPa. ○5还原过程不断调整进出风口堵头、盲板来保证还原各点的温度满足工艺要求。 如果企业生产自动化程度较高，还原蒸馏过程无设备故障，按照该工艺的控制可使产品1级品率达到100%，0级品率达到50-70%左右。但随着国内海绵钛生产厂家的增多、产量的逐年攀升，下游市场需求疲软问题等等，海绵钛行业的竞争愈演愈烈，对海绵钛质量的要求也由原来GB/T5254-2002，升级为GB/T5254-2010，提高0级品率、生产HB95、HB90、HB80海绵钛成为企业提升品牌、进军高科技行业的金字招牌。 卓锋钛业公司工艺技术人员经过多年的学习和生产实践已形成自己独特的生产工艺模式，摸索出一整套生产HB90、HB95海绵钛，1级品率达100%、0级品率高达90%、正品包装率达到95%的成熟还
目录 第一章产品概况 1.1 海绵钛概述 (2) 1.2 海绵钛的生产工艺 (3) 1.3 海绵钛国家统一执行标准 (4) 1.4 海绵钛的用途 (4) 第二章全球海绵钛市场概况 2.1 美国海绵钛概况........................................ (7) 2.2 日本海绵钛概况................................................... . (8) 2.3 独联体海绵钛概况................................................... . (9) 第三章中国海绵钛市场概况 3.1 中国海绵钛产量 (11) 3.2 中国海绵钛工业运行情况分析 (11) 3.3 国内主要海绵钛生产企业 (13) 3.4 中国海绵钛市场的供需状况......... ......... ......... ......... ........ ......... ......... (15) 第四章海绵钛的价格影响因素 4.1 海绵钛价格历史走势 (18) 4.2 影响海绵钛价格的因素分析 (18) 第五章上市产品或品牌经营企业概况 (20)
第一章 产品概况 1.1 海绵钛概述 钛在化学元素周期表中属于IVB 族元素， 其原子序数为22。它在地壳中含量为0.61%， 在所有元素中，名列第九，钛在地壳中大都以 金红石（TiO2）和钛铁矿等形式存在。 钛是一种银白色的过渡金属，其特征为重 量轻、强度高、具金属光泽，亦有良好的抗腐蚀能力（包括海水、王水及氯气）。由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高 强度、低密度，被美誉为“太空金属”。 的生产） 。 机等等。 钛被认为是一种稀有金属，这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但 其相对丰度在所有元素中居第十位。钛的矿石主要有钛铁矿及金红石，广布于地壳及岩石圈之中。钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土壤中。从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法或亨特法。钛最常见的化合物，二氧化钛可用于制造白色颜料。其他化合物还包括四氯化钛(TiCl 4）（作催化剂及用于 制造烟幕或空中文字）及三氯化钛（TiCl 3）（用于催化聚丙烯钛能与铁、铝、钒或钼等其他元素熔成合金，造出高强度的轻合金， 在各方面有着广泛的应用，包括航天、军事、化工与石油制品、海水淡化及造纸、汽车、农产食品、医学、运动用品、珠宝及手在地壳中，钛的储量仅次于铁、铝、镁，居第四位。由于钛具有熔点高、比 重小、比强度高、韧性好、抗疲劳、耐腐蚀、导热系数低、高低温度耐受性能好、在急冷急热条件下应力小等特点，其商业价值在二十世纪五十年代开始被人们认识，被应用于航空、航天等高科技领域。随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广，钛金属日益被人们重视，被誉为“现代金属”和“战略金属”，是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资。 海绵钛是金属热还原法生产出的海绵状金属钛。纯度%（质量）一般为99.1～ 99.7。杂质元素%（质量）总量为0.3～0.9，根据纯度的不同分为MHT-95至MHT-200七个等级，为制取工业钛及钛合金的主要原料。海绵钛生产是钛工业的基础环节，它是钛材、钛粉及其他钛构件的原料。把钛铁矿变成四氯化钛，再
年产3500吨海绵钛生产车间新工艺可行性方案
一、总论 （一）概述 XX有限公司（原名XX厂钛分厂；XX钛业有限责任公司）是全民国有企业，始建于XXX年是中国第一吨海绵钛的诞生地，是我国建厂时间最长、技术力量雄厚、管理经验丰富和具有完整的海绵钛生产线厂家。我国的海绵钛工业起步较晚，1958年才开始建设试验工厂，80-90年代初曾有10余家海绵钛生产企业，但规模小，技术装备落后，环境污染严重，生产成本高，在市场竞争中相继破产或转产，目前仅剩XX钛厂和遵义钛厂两家，生产能力只有4500吨左右，两企业年生产能力均未达到5000吨以上的经济规模。随着社会的发展和科技的进步，XX生产工艺和产量已经落后于世界其他国家。市场预测显示，我国海绵钛需求强劲，2001年和2002年我国海绵钛总需求量4845吨和5215吨，国产海绵钛为2468吨和3328吨，净进口海绵钛2377吨和2136吨，进口量占总需求量的49%和41%，预测2005年，国内海绵钛需求量将达7500吨左右，国产海绵钛供不应求，扩大产能是当务之急。 XX的海绵钛质量得到国内用户好评，也是提供航空航天、军工企业海绵钛的定点企业，最近企业收到神州“五号”载人飞船研制配套厂家的感谢信，信中讲：“贵厂生产的优质海绵钛、产品质量可靠、性能稳定、神州“五号”的成功，凝聚着你们无数的心血和汗水，有你们的一份贡献”。 但目前工厂生产能力小，由于建厂时间久，厂房设备陈旧。最近，国家提出“振兴东北老工业基地”。为此，提高工厂技术装备水平，提高产品竞争力，
不失时机改扩建XX钛厂，使其达到5000吨经济规模，满足市场需求是十分必要的，对国防建设也有着重要意义。 （二）社会经济意义、目前进展情况 1.社会经济意义 企业占地面积35000平方米，现有职工190人（其中技术人员21人）现有主要设施包括：厂房建筑面积16860平方米，Ф1.0m无筛板沸腾氯化炉，四氯化钛分馏塔，四氯化钛还原蒸馏炉，海绵钛破碎分级联动线等。 海绵钛的年生产能力1000吨。产品质量符合GB/T2524-2002国标，2002年海绵钛样品经美国普惠公司、英国IMI公司、日本大阪钛公司化验分析，达到ASTM和日本JIS优质海绵钛标准，2002年11月通过ISO9001：2000质量体系认证。 2005年生产海绵钛850吨，全部销往国内外市场。 到2005年底，企业拥有固定资产原值2700万元，资产净值920万元，资产总额4230万元，负债2834万元，资产负债率为6%。2005年实现产值4700万元，利润63万元。 （二）目前进展情况 拟通过对现有海绵钛装置的技术改造和配套工程的建设，使海绵钛生产能力由1500吨/年，提高到5000吨/年，增产海绵钛3500吨/年。项目建设投资3000万元，以增量最大限度地调动存量，增量效益显著。技术装备水平上一个新台阶，产品竞争力将明显增强，环境治理将会得到改善，排放物达到国家和地方标准。基本消除工厂生产对环境和职工健康的危害。 生产和技术有保障。XX公司具有四十多年的海绵钛生产历史，拥有国内先
海绵钛生产工艺介绍 石油焦钛铁矿沥青 海绵钛 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。 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、AlCl 3 （升华气体）等气体就和TiCl 4一起挥发逸出氯化炉，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TiCl 4、AlCl 3 、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AlCl 3 、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TiCl 4、的液体相接触，使TiCl 4、等气体和高沸点杂质被淋洗下来，淋洗下来的TiCl 4 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Ф 1200氯化炉、Ф 2400氯化炉以及附属的泵类设备。 精制：精制工艺流程图见图4 。
主要钛产品生产工艺流程 成都工业学院材料工程学院邹建新 攀枝花学院材料工程学院彭富昌 1 钛产品生产原则流程 所有钛产品的最初原料都是含钛矿物，通常为钛铁矿。最终钛产品有两种，一是单质的金属钛，二是氧化物TiO2，前者作为结构性钛（合金）材料，广泛用于航空航天、海洋、化工及高档民用等领域，后者作为功能性钛白粉颜料，广泛用于涂料、造纸、塑料及电子等领域。钛铁矿经选矿工艺后成为钛精矿，钛精矿经熔炼为钛渣或经湿法冶金处理为人造金红石或富钛料，钛精矿或酸溶性钛渣作为硫酸法钛白的原料，与浓硫酸酸解后生产钛白粉，氯化钛渣或人造金红石经氯化后生成四氯化钛，再用镁高温还原生产海绵钛，海绵钛经高温熔融为钛锭，即可进一步加工成钛材。工艺流程如图 1所示。 图 1 钛产品生产原则工艺流程 2 钛渣生产工艺 电炉熔炼钛渣的工艺流程包括：配料，制团（可选），电炉熔炼，渣铁分离，冷却炉前钛渣，破碎，磁选，获得成品高钛渣等步骤。钛精矿与碳还原剂一起置于高温电弧炉中熔炼，铁氧化物被还原为金属铁，余下部分为二氧化钛、氧化钙、氧化镁、二氧化硅的熔融混合物，冷却后即为钛渣。如图 2所示。其中的半钢是指电炉熔炼后获得的含碳较高的铁水。
图 2 电炉熔炼钛渣的原则工艺流程 3 硫酸法钛白粉的生产工艺 钛白生产方法包括如下三种：①硫酸法，可生产金红石型和锐钛型钛白；②氯化法，国内仅中信锦州钛业、云南新立、洛阳万基、漯河兴茂、攀钢在生产或在建，国外55%企业采用，只能生产金红石型钛白；③盐酸法，尚未产业化，新西兰曾进行试生产，国内不少学者也开展过实验研究。 生产钛白的硫酸法与氯化法各有优缺点，业界评价褒贬不一。硫酸法会产生绿矾和废酸，但可综合利用，氯化法产生的氯化废渣处理难度较大，一般只能深埋，国内攀钢集团已开发了一种可以有效回收利用氯化废渣的专有技术。硫酸法可生产锐钛型钛白，但氯化法不行。随着环保成本的增加，硫酸法钛白粉厂只要愿意增大资金投入，其“三废”污染问题是可以得到较好解决的。 硫酸法生产钛白是成熟的生产方法，使用的原料为钛精矿或钛渣，以及矿渣混合物。硫酸法钛白生产，实际上是一个通过分离、提纯等化学和物理方法，去除钛精矿（钛渣）中的杂质，只保留90%以上TiO2的一个化工过程。 硫酸法钛白生产的主要环节包括： ①酸解；②钛液水解；③偏钛酸盐处理；④偏钛酸煅烧；⑤钛白后处理。 生产钛白的原料：钛精矿或钛渣、硫酸（本节以钛精矿为例）。生产钛白的产品：金红石型钛白或锐钛型钛白，另外副产硫酸亚铁。硫酸法生产钛白主要由下列几个工序组成：原矿准备，用硫酸分解精矿制取硫酸钛溶液，溶液净化除铁，由硫酸钛溶液水解析出偏钛酸，偏钛酸煅烧制得二氧化钛以及后处理工序等。原则工艺流程如图 3所示。
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 ＋ 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： 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。 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
doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2013.11.007 镁热法生产海绵钛还原过程反应熔池的传热模型 王文豪，吴复忠，金会心，高成涛 （贵州大学材料与冶金学院，贵阳550025） 摘要：利用VOF多相流模型、能量方程、RNG k-ε方程及其边界条件，建立镁热法生产海绵钛还原熔池的传热模型。结果表明，计算得到的温度场分布与实测值吻合较好。 关键词：海绵钛；还原；熔池；传热；模拟 中图分类号：TF823；TF061 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2013）11-0000-00 Heat Transfer Model of Molten Bath in Sponge Titanium Production with Magnesiothermic Reduction WANG Wen-hao, WU Fu-zhong, JIN Hui-xin, GAO Cheng-tao (School of Materials and Metallurgy, Guizhou University, Guiyang 550025, China) Abstract: Heat transfer model of molten bath in sponge titanium production by magnesiothermic reduction was established with VOF multiphase flow model, energy equation, RNG k-εequation and its boundary conditions. The results show that the temperature field distribution by calculation preferably coincides with the measured value. Key words: sponge titanium; reduction; molten pool; heat conduction; simulation 镁热还原—真空蒸馏法在海绵钛工业生产中已占据主导地位[1]。该方法在实现Mg-Cl2-MgCl2闭路循环的同时，由于还原后立即进行真空蒸馏，蒸馏物仍处于高温状态，达到了节能目的，但是由于还原过程中，反应釜的散热能力弱，极大地限制了TiCl4的加料速度，致使还原过程周期长、电耗高[2-3]。国内对海绵钛还原熔池内传热与流动的方式及机理的研究还处于空白状态[4-5]。本文以多相湍流模型为基础，研究还原过程反应熔池的传热，揭示还原熔池内部的传热与流动状态，能够为研究和改善反应釜内的能量传递与质量流动过程提供依据。 1 物理模型 1.1 物理模型的简化 镁还原TiCl4是一个复杂的物理化学过程，液态TiCl4经管道加入反应釜后，由于反应釜内温度较高，TiCl4迅速气化，气态TiCl4与液态金属镁液面接触并发生反应。在模拟研究时需要对实际生产模型进行合理的简化和假设：1）化学反应过程不是整个生产过程的限制性环节，即TiCl4加入后迅速与金属镁发生化学反应，反应区内四氯化钛和金属镁不可能大量存在；2）不考虑炉内过程沿圆周方向的变化，即只把海绵钛还原生成过程看成是具有轴对称的问题来处理。 1.2 物理模型 研究过程中涉及到的各物质物性参数如表1所示。模拟计算采用单孔加料的方式，加料孔直径为20 mm，反应釜熔池液面上部为气相，采用氩气填充（图1）。 表1 不同物质的物性参数 Table 1 Physical property parameters of materials 物质名称密度/(kg·m-3) 热熔/(J·kg-1·K-1) 导热系数/(W·m-1·K-1) 黏度/(Pa·s) Mg 1 544 1 323.7 99.24 2.51×10-4 TiCl4566 562.6 0.50 3.95×10-4 Ti 4 850 544.3 7.44 - MgCl2 1 688 972.4 3.25 3.22×10-4 收稿日期：2013-05-08 基金名称：教育部重点项目（教技司[2012]76号）；贵州省科技厅社会发展攻关项目（黔科合SY[2010]3011号）；贵州省科技厅工业攻关项目（黔科合GZ字[2011]3013号）；贵州省教育厅重点项目（黔教科（2011）033号）；贵州大学研究生创新基金（理工[2012026]） 作者简介：王文豪（1989-），男，安徽蒙城人，硕士研究生.