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...

我国海绵钛生产，依靠国内力量逐渐实现技术进步，从固定床氯化到沸腾氯化，从填料塔精馏到浮阀塔精馏，从还原蒸馏分离到还原蒸馏联合镁电解从有隔板到大型无隔板，以及实现了镁氯的闭路循环等。

生产规模从百吨级到千吨级，直至达到5000吨经济规模。

但与国外先进水平比较，还存在较大差距。

主要表现在技术经济指标、三废治理、设备配套水平和自动控制等方面。

要扩大规模，实现现代化生产，需要针对目前存在的问题，对现有工艺技术和设备进行改进研究，主要研究方向和课题如下：⒈高品位富钛料的制造技术西方国家使用高品位天然金红石和人造金红石为原料生产海绵钛。

我国缺乏高品位的天然金红石资源和没有品位人造金红石生产，生产海绵钛是以含Ti02相当量92%左右的高钛渣为原料。

高钛渣是采用小型敞口电炉生产的，工厂规模小，技术和设备也很落后，因为要使用沥青为粘结剂，环境污染严重。

严格来讲，这些高钛渣小厂是属于国家政策该淘汰的高能耗高污染的小电炉。

生产含TiO292%的高钛渣的技术改进相当困难，国外也没有相关的技术。

国外的大型密闭电炉只能生产含TiO285%左右的钛渣。

独联体国家的半密闭式电炉也只能生产90%左右的钛渣，而且必须以优质钛铁矿为原料，如果以我国的钛铁矿为原料只能生产85～87%的钛渣。

与96%的天然金红石(杂质4%)和92～94%的人造金红石(杂质6～8%)比较，92%的高钛渣(杂质11%)已是一种“粗粮”。

所以，工厂不希望使用品位比92%高钛渣更低的原料。

而解决高品位原料问题可供水选择的途径有二：其一就是建设大型化高品位富钛料工厂；其二就是从澳大利亚进口高品位人造金红石。

⒉沸腾氯化炉的大型化技术的进一步研究：我国海绵钛生产大型化过程，遇到的最大困难是四氯化钛的制造技术；所以今后应把沸腾氯化炉的大型化、氯化技术水平的提高（包括提高钛的氯化率、氯的利用率、氯化炉产能、降低尾气氯含量、提高四氯化钛回收率等）是今后研究工作的重点之一。

⒊四氯化钛除钒新工艺目前工业生产中:有铜丝、矿物油和铝粉三种除钒方法。

海绵钛生产工艺研究进展分析摘要：钛金属性能优异，具有极强的适用性，现阶段已经在航空航天以及医疗领域得到了广泛的应用。

在海绵钛生产过程中，所应用的生产工艺对于生产效率、生产成本以及生产质量具有直接影响，目前传统的钠还原法已经被镁还原法所淘汰，但是镁还原法仍有一定的缺陷，不仅成本较高，且生产过程中也会产生一定的污染，针对以上问题，亟需对海绵钛生产工艺进行改进创新，从而进一步提升海绵钛生产效率，并降低对环境的影响。

基于以上认识，本文从海绵钛生产工艺发展历程出发，分析现阶段海绵钛主要新型生产工艺以及特点，希望该研究能够为新生产工艺的应用以及开发提供一定的思路。

关键词：海绵钛；生产工艺；发展1.海绵钛生产工艺发展概述钛比重小、熔点高、比强度高、容易加工成形，具有良好的抗腐蚀性。

钛矿在地球上的分布十分广泛，其总质量约占地球的0.61%，仅次于铁、铝、镁，且容易获得。

在自然界中，钛金属主要存在于金红石、钛铁矿中，我国的钛资源非常丰富，是全球最大的钛资源储地，国内钛矿主要分布在川滇河南。

钛是一种“全能金属”，可用于太空、陆地、海洋和人体。

经过近百年的探索与实践，20世纪前半期，科学家已开发出钠热法、碘法、镁热法等多种工艺技术。

在这些工艺中，最成功的是由 William Kroll于1937年提出的克劳尔法，也就是镁还原法。

该工艺方法采用电炉冶炼钛铁矿，在800~1000℃下进行氯化还原，得到四氯化钛，再用镁进行还原，真空蒸馏得到海绵钛。

这就是世界上最广泛使用的一种制钛工艺，即镁热法，从而开启了钛金属作为现代工程材料的发展历程。

目前，我国海绵钛产业的发展方向主要有两个：一是继续改进镁热工艺，二是开发新型的工艺方法，近十年来，镁热法的发展一直没有太大的改变。

但是，由于采用镁还原法生产四氯化钛时采用的是金属镁对四氯化钛进行还原，且流程长、工序多，使得其成本居高不下，从而制约了其在各个领域的应用。

目前，国内外对海绵钛生产工艺进行了较多的探索，包括四氯化钛电解法、流动气相连续法、高温高压法等。

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。

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。

海绵钛生产:环境保护与废物处理
海绵钛是一种通过金属热还原法生产出的海绵状金属钛，是钛加工材的原料。

海绵钛的生产过程包括选矿、冶炼、精炼、镁电解、氯化精制、蒸馏和电解法等步骤，这些步骤在不同工厂的条件和状况下可能会有所不同。

在海绵钛的生产过程中，根据生产工艺的不同，可能会产生不同种类和数量的废物和产品。

一般来说，生产海绵钛的过程中，既有气体废物产生，如氯气、氯化氢及四氯化钛，也有卤化物等固体废物产生。

这些废物多数需要进行适当的处理或回收，以确保生产过程的安全和环保。

此外，海绵钛的生产过程中也会产生大量的废水。

这些废水中主要含有氯化氢和四氯化钛等物质，需要进行处理以达到排放标准或回收利用的标准。

在海绵钛的分类方面，根据不同的特性，海绵钛可以分为不同的等级。

根据纯度不同，海绵钛一共可以分为七个等级，一到五级，还有0级和0A级，含钛量从98.5一直到99.7，数字越小含钛量越高。

此外，海绵钛也可以根据孔隙率和强度等特性进行分类。

在二级碱洗处理工艺方面，这是一种改进的碱洗脱硫方法，采用两个连续的洗涤器进行脱硫处理。

在第一级洗涤器中，原料气体与碱溶液接触，发生气液反应，二氧化硫与碱溶液中的氢氧化物
反应生成硫代硫酸盐。

常用的碱溶液有氢氧化钠溶液（NaOH）和碳酸钠溶液（Na2CO3），此反应的化学方程式为SO2 + NaOH →NaHSO3。

总的来说，海绵钛的生产工艺主要包括选矿、冶炼、精炼、镁电解、氯化精制、蒸馏和电解法等步骤。

在生产过程中需要注意废气、废水和固体废物的处理和回收，同时也要根据不同的需要将海绵钛分为不同等级以满足不同的需求。

目录1 绪论 (1)1.1 钛工业的发展史 (1)1.2 金属钛的优异性能 (1)1.3 金属钛的应用 (1)1.4国内外海绵钛生产概况 (2)1.4.1目前海绵钛生产工艺流程 (2)1.5国外钛资源及国内、云南的钛资源情况 (2)2 海绵钛的生产现状和趋势 (4)2.1高钛渣的熔炼 (4)2.1.1 敞口电炉熔炼高钛渣 (4)2.1.2半密闭电炉熔炼高钛渣 (4)2.1.3 密闭电炉熔炼钛渣 (5)2.2 四氯化钛的制取 (5)2.2.1 沸腾氯化 (5)2.2.2 熔盐氯化 (5)2.2.3 竖炉氯化 (6)2.3四氯化钛的精制 (7)2.3.1 铜除钒法 (7)2.3.2 铝粉除钒法 (7)2.3.3硫化氢除钒法 (8)2.3.4 有机物除钒法 (8)2.4 镁还原制取海绵钛 (8)2.4.1还原过程 (8)2.4.2 蒸馏过程 (9)2.4.3还原—蒸馏设备 (9)2.4.4 海绵钛破碎过程 ....................................... 错误！未定义书签。

2.5 镁生产工艺 (11)2.5.1 电解制金属镁 (11)2.5.2 电解槽 (11)2.5.3镁的精炼 (12)2.5.4 液镁输送. (12)结语 (13)致谢词 (13)参考文献 (14)1 绪论1.1 钛工业的发展史钛元素最早由英国牧师W.格雷戈尔于1791年在黑磁铁矿中发现。

1795年德国化学家M.H.克莱普鲁斯在研究金红石时也发现了该元素，并用希腊神Titans为其命名。

1910年美国科学家M.A.亨特首次用钠还原TiCl4制得了纯钛。

1940年卢森堡科学家W.J.克劳尔用镁还原TiCl4制得了纯钛。

从此，镁还原法和钠还原法成为了生产海绵钛的工业方法。

美国在1948年用镁还原法制取2t海绵钛，从此达到了工艺生产规模。

随后，英国、日本、前苏联和中国也相继进入工业化生产，其中主要的产钛大国为前苏联、日本和中国。

镁还原海绵钛生产工艺流程概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在现代工业中，镁还原海绵钛生产工艺是一项重要且广泛应用的技术。

镁还原海绵钛是一种高纯度、高质量的钛产品，具有良好的物理和化学性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等领域。

本文将对镁还原海绵钛的生产工艺流程进行概述说明，并解释其中涉及的关键步骤和参数控制要点。

1.2 文章结构本文分为五个主要部分进行阐述，各部分之间有机地连接在一起。

首先，引言部分将介绍本文关于镁还原海绵钛生产工艺流程的研究内容和目的。

接下来，在第二部分中，我们将详细介绍镁还原海绵钛的生产过程简介，并列出其所涉及的工艺流程步骤以及重要的参数与控制要点。

第三部分将解释镁还原海绵钛生产工艺中的机理以及优化与改进措施。

第四部分则展望了镁还原海绵钛在实际应用和市场前景方面的潜力，并对其广泛应用领域、发展趋势以及竞争对手进行分析。

最后，在第五部分，我们将总结研究成果，提出未来发展的建议，并给出本文的结论。

1.3 目的本文旨在全面介绍镁还原海绵钛生产工艺流程，具体包括其概述说明以及解释。

通过对镁还原海绵钛生产工艺的深入研究与探讨，旨在加深对该工艺的理解并寻找优化改进的可能性。

此外，本文还将着重探讨镁还原海绵钛在实际应用和市场前景方面的展望，为相关领域的科研人员和决策者提供参考和借鉴。

2. 镁还原海绵钛生产工艺流程概述说明：2.1 生产过程简介镁还原海绵钛是一种常用的钛金属制备方法，该工艺是通过将氯化钛与纯度较高的镁粉反应得到。

这种工艺具有生产周期短、成本低廉和易于控制等优势，因此在工业上得到广泛应用。

2.2 工艺流程步骤镁还原海绵钛的生产工艺可以分为以下几个步骤：步骤一：原料准备首先需要准备氯化钛和纯度较高的镁粉作为主要原料。

其中，氯化钛是以矿石中提取得到的含有钛元素的无机物，而镁粉则需要经过高温炼制得到。

步骤二：混合与预处理将事先确定好比例的氯化钛和镁粉进行混合，并进行预处理。

海绵钛生产工艺综述作者：胡耀强来源：《科技视界》2016年第08期【摘要】钛是一种稀有金属材料，因其优越的材料性能，在众多领域内得到广泛应用。

本文概述了海绵钛的几种生产工艺：Kroll法、Hunter法、TiCl4电解法、FFC法、OS法、PRP 工艺，并比较其特点。

【关键词】海绵钛；生产工艺；Kroll法；FFC法钛是一种性能优越的稀有金属材料，因其比重轻、强度高、耐腐蚀等优点，在航空、航天、国防、化工、冶金、医疗等领域的得到广泛应用。

钛在地壳中的含量为0.61%，在所有元素中居第10位，在结构金属中仅次于铁、铝、镁，居第4位。

我国钛资源十分丰富，储量居世界第一，但海绵钛的生产能力较弱，远远不能满足国家经济发展的需求，因此，提高海绵钛的工业生产能力对我国现在及未来的工业经济发展有着重要意义。

本文综述了海绵钛的几种工业生产方法及其优缺点，并探讨其发展方向。

由于钛在高温条件下化学性质十分活泼，易与氧、氮、碳、氢等元素发生反应，对提取纯钛造成极大影响，所以在钛冶金史上生产海绵钛的工艺一直比较复杂。

至今海绵钛的生产工艺出现过很多种，但真正大规模工业化生产的只有Kroll法和Hunter法，其他的方法或已淘汰，或仍停留在实验室阶段。

1 Kroll法/Hunter法1.1 Kroll法（镁热还原法）Kroll法于1937年由William Kroll提出，并于1948年实现海绵钛的工业规模生产。

该法是目前世界上应用最广的海绵钛生产工艺。

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，以一定的流速通入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MgCl2和Mg真空蒸馏出去，获得海绵状金属钛。

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。

（完整）海绵钛生产工艺编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（完整）海绵钛生产工艺）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为（完整）海绵钛生产工艺的全部内容。

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。

简析海绵钛生产镁还原工艺过程质量控制措施陆爱美;姜大志【摘要】还原工序是海绵钛生产关键工序之一,对海绵钛的质量有重要影响,针对原料、加料速度、还原温度、还原过程压力、反应带(液面)、设备尺寸、还原周期、镁利用率、反应器材质、蒸馏镁质量、设备密封性、检测设备等方面分析了镁还原工艺过程的海绵钛质量控制措施.【期刊名称】《有色金属设计》【年(卷),期】2014(041)001【总页数】5页(P12-16)【关键词】海绵钛;还原工艺;质量控制【作者】陆爱美;姜大志【作者单位】云南新立有色金属有限公司,云南昆明650100;云南新立有色金属有限公司,云南昆明650100【正文语种】中文【中图分类】TF8230 引言由于产能过剩，因此国内、国外海绵钛市场竞争激烈。

海绵钛厂生存的关键是不断提高海绵钛质量。

某厂引进乌克兰技术，采用I型半联合法生产海绵钛，其产品的合格率可达91.6%，0级以上62.1%，超软钛47.8%，1级以上为82.7%，该文在参考该厂试车生产经验及相关资料的基础上从诸多方面分析了还原生产过程的海绵钛质量控制措施。

1 海绵钛的质量标准我国现行海绵钛质量标准(G/T 2524-2010)见表1。

海绵钛的粒度为0.83～25.4 mm。

2 镁还原工艺镁还原法生产海绵钛，即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。

镁还原四氯化钛的主要反应式为:镁还原工艺设备示意图见图1，在1区、2区有强制通风冷却。

表1 中国海绵钛质量标准(GB/T 2524-2010)Tab.1 Chinese quality standardsof titanium sponge(GB/T 2524-2010)图1 镁还原工艺设备示意图Fig.1 Equipment diagram of magnesium reduction process3 还原过程质量控制措施3.1 原料海绵钛生产使用的原料为精四氯化钛和精镁，并用氩气保护，精四氯化钛中的杂质会以数倍的量富集于海绵钛中，精镁中的杂质也会以一倍多的量富集于海绵钛中，严重影响海绵钛的质量，另外，保护性气体中的杂质如氮、氧等，也会污染海绵钛。

熔盐氯化法海绵钛生产技术的应用与改进李保金;唐仁杰;车跃;杨钢;杨易邦【摘要】熔盐氯化法海绵钛生产技术包括熔盐氯化_铝粉除钒_还原和蒸馏_氯化镁电解.本文概述了我国海绵钛生产现状,对熔盐氯化法海绵钛生产技术进行了介绍和评价,指出其工艺中的不足,并提出了一些建议.%itanium sponge production technology by molten slat chlorination process includes molten salt chlorination - vanadium removal by aluminum powder - reduction and distillation - magnesium chloride electrolysis. The titanium sponge production status in our country and the titanium sponge production technology by molten slat chlorination process are summarized and introduced in this paper, the deficiencies of the process is pointed out and some recommendations are proposed.【期刊名称】《云南冶金》【年(卷),期】2013(042)001【总页数】4页(P40-43)【关键词】海绵钛生产技术;熔盐氯化;铝粉除钒;还原和蒸馏;氯化镁电解【作者】李保金;唐仁杰;车跃;杨钢;杨易邦【作者单位】云南新立有色金属有限公司,云南昆明650100;云南新立有色金属有限公司,云南昆明650100;云南新立有色金属有限公司,云南昆明650100;昆明冶金研究院,云南昆明650031;云南新立有色金属有限公司,云南昆明650100【正文语种】中文【中图分类】TG178.21 引言近几年来，世界钛工业非常规的快速发展，无论从传统的航空应用还是非航空领域都不断拓展新的应用空间，使得钛的应用领域越来越广泛，显示出无比巨大的应用潜力。

目前国内大部分大型的海绵钛产业与钛冶金企业都是镁钛联合生产企业，多数厂家也一直采用较为普遍与稳定的还原- 蒸馏一体化工艺。

这种工艺也被称为联合法或半联合法，它实现了原料Mg-Cl2-MgCl2的闭路循环。

一、生产四氯化钛阶段生产装备四氯化钛的生产主要有以下几种方法：将高钛渣与石油焦按一定比例配料，随后进行精细粉碎，通入氯气环境下进行反应，生成四氯化钛气体，经过冷凝设备冷凝，得到液化态的四氯化钛液体，最后进行过滤、蒸馏，得到四氯化钛成品；以二氧化钛、碳粉和淀粉为反应原料，将它们以一定比例进行混合后，通入氯气环境并加以600℃高温进行氯化反应得到粗产品，最后进行一系列精制工序即可获得；以高钛渣或金红石二氧化钛、钛铁矿为原料经氧化还原反应制备四氯化钛。

而其中较为通用、技术较为成熟的两种氯化制备方法，是通过高钛渣中杂质含量不同区别选择的，两种氯化方法的核心决定因素都是氯化炉设备，因此，氯化炉的设备装备设计与应用水平直接影响了四氯化钛的制备生产水平。

目前，我国主要的海绵钛生产企业都是使用熔盐法氯化炉和沸腾式氯化炉这两种氯化炉。

我国最早的投入研究的沸腾式氯化技术在上世纪70 年代～80 年代，在短短几十年的发展历程中，我国海绵钛生产企业成功从最初的500mm 直径发展到2500mm 氯化炉，但是在总体生产水平、业内平均生产水平与国外先进沸腾氯化产业还存在较大差距。

主要的缺陷在于：生产设备海绵钛产能较小、能耗过大、工业三废排放污染等问题。

而在2008 年后大量引进国外先进熔盐氯化设备与生产技术。

大型熔盐式氯化炉的引进与投入生产使用，极大地推动了我国有色金属冶炼和钛金属制备的发展。

四川省攀枝花市是我国海绵钛的主产区，该地区是一个天然的生产原料大型钒钛磁铁矿的矿产区，占有我国超过百分之八十的钒钛磁铁矿矿产储量，已经开采与发现的钒钛磁铁矿矿产储量占世界总储量的百分之三十左右，加之我国其他地区的钛矿资源的开采开发与钛矿资源的枯竭，日后海绵钛生产企业还将主要选用熔盐氯化法生产工艺进行四氯化钛的制备。

分析海绵钛中氧元素的来源及改进措施杨健【摘要】通过对镁热还原一真空蒸馏联合法制备海绵钛的生产过程特点分析,探讨了海绵钛中杂质氧元素的主要来源及支出;结合海绵钛不同部位氧含量的检测结果,分析得出杂质氧元素在海绵钛坨中的分布规律,并提出了降低海绵钛中氧含量的有效措施.【期刊名称】《四川冶金》【年(卷),期】2014(036)001【总页数】4页(P34-37)【关键词】氧;TiCl4;渗入空气;Ar【作者】杨健【作者单位】攀钢集团钛业有限责任公司,四川攀枝花 617000【正文语种】中文【中图分类】TF8231 引言海绵钛是生产钛材与钛合金的中间产品，而钛及钛合金具有比重轻、比强度高、耐腐蚀等一系列优良特性，被广泛用于航空、航天、化工、石油、冶金、轻工、电力、船舶、海水淡化及日常生活等诸多领域。

目前海绵钛生产工艺主要为镁热还原－真空蒸馏工艺。

该方法的核心是还原蒸馏工艺，它对海绵钛的质量起着关键作用。

其基本原理是将金属镁一次加入或多次加入至反应器内，在Ar气保护下，当反应器内温度达到700－800℃时，加入TiCl4使之与镁发生还原反应，生成产品海绵钛和氯化镁。

为得到纯净的海绵钛，一般采用真空蒸馏法将海绵钛中的镁和残留的氯化镁分离除去。

此生产过程将直接影响生成的海绵钛的氧、氮、碳等杂质元素含量。

杂质元素含量过高将影响海绵钛的物理性能、化学性能、机械性能、耐腐蚀性能。

因此，弄清海绵钛产品杂质来源及去向，对提高海绵钛质量有重大意义。

本文具体对海绵钛中杂质元素氧的来源进行分析，并提出如何减少海绵钛中氧含量的措施。

2 海绵钛中杂质元素氧的来源、支出分析2.1 海绵钛生产过程中杂质氧来源海绵钛生产过程中，氧主要来自于原料精TiCl4、Mg、Ar气中所含的氧、渗入的空气、流入的空气等。

上述来源中的氧有部分进入海绵钛中，有部分通过尾气系统排放处理。

①TiCl4。

根据镁热还原法制备海绵钛的主要还原反应:可知生成1吨海绵钛，需要消耗4吨TiCl4，因此TiCl4中的氧杂质元素以四倍的方式富集在海绵钛中。

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。

海绵钛生产工艺镁电解氯气提纯新技术王忠朝;李斗良【摘要】文章着重阐述了海绵钛生产工艺中镁电解氯气提纯的必要性,通过对比三种氯气提纯的方法,即低压低温法、高压低温法和吸收法,得出最佳氯气提纯方法.通过分析验证了用TiC14作为吸收剂替代CC14提纯氯气的可行性,并阐述该新技术对海绵钛生产工艺中镁电解氯气提纯对降低生产成本、改善环境及实现清洁生产的现实意义.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2017(033)005【总页数】3页(P40-41,51)【关键词】镁电解;氯气;提纯;环保【作者】王忠朝;李斗良【作者单位】贵州遵钛集团有限责任公司,贵州遵义563004;贵州遵钛集团有限责任公司,贵州遵义563004【正文语种】中文【中图分类】TG146.4钛及钛合金质轻而强度高，又具有良好的耐热、耐低温性能和耐腐蚀性能，是航空航天工业最佳结构材料，广泛用于航空航天、军工、石油、化工等领域。

钛及钛合金是具有重要战略意义的金属之一，也是有巨大发展前景的优质材料。

随着我国国民经济的持续快速发展，对钛的需求将逐步增加。

随着钛的应用领域不断扩展，导致钛的市场需求不断增长，为钛工业提供了广阔的发展前景。

海绵钛生产是钛工业的基础环节，是钛材、钛粉及其它钛构件的原料。

海绵钛的生产工艺过程流程图如图1所示。

由海绵钛生产工艺可以看出，镁电解是海绵钛生产中的重要工序之一，镁电解过程中氯气的提纯非常重要。

第一，目前国内乃至世界同行业，在海绵钛生产过程中，镁电解产生的氯气返回沸腾氯化炉生产，其实际浓度往往只有60%～80%，由于氯气浓度低，通过沸腾氯化炉生产后，产生的尾气量较大，尾气带出有用的氯资源较多，不仅造成资源的浪费也不利于尾气的处理；当沸腾氯化炉生产不正常时，镁电解产生的氯气没有地方送，严重影响镁电解槽的生产［1］；第二，当沸腾氯化炉生产不正常或大修时，镁电解槽氯气没有用户，只能送尾气处理装置处理，氯资源变成低附加值的次氯酸钙，造成资源的浪费；第三，当沸腾氯化炉生产不正常或大修时，整个镁电解厂房内氯气管道压力会增加，将导致氯气从镁电解槽泄漏，严重影响环境。

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。

海绵钛冶炼工艺1.钛冶金的发展史1791年英国牧师W．格雷戈尔(Gregor)在黑磁铁矿中发现了一种新的金属元素。

1795年德国化学家M．H．克拉普鲁斯(Klaproth)在研究金红石时也发现了该元素，并以希腊神Titans命名之。

1910年美国科学家M．A．亨特(Hunter)在抽除了空气的钢弹中，用钠还原高纯TiCl4制取了纯钛。

1938年卢森堡科学家W．J．克劳尔(Kroll)用镁还原TiCl4制得了纯钛。

从此，镁还原法(又称为克劳尔法)和钠还原法(又称为亨特法)成为生产海绵钛的工业方法。

美国在1948年用镁还原法制出2t海绵钛，从此达到了工业生产规模。

随后，英国、日本、前苏联和中国也相继进入工业化生产，其中主要的产钛大国为前苏联、日本、美国和中国。

钛是一种新金属，由于它具有一系列优异特性，被广泛用于航空、航天、化工、石油、冶金、轻工、电力、海水淡化、舰艇和日常生活器具等工业生产中，它被誉为现代金属。

金属钛生产从1948年至今才有半个世纪的历史，它是伴随着航空和航天工业而发展起来的新兴工业。

它的发展经受了数次大起大落，这是因为钛与飞机制造业有关的缘故。

但总的说来，钛发展的速度是很快的，它超过了任何一种其他有色金属的发展速度。

这从全世界海绵钛工业发展情况可以看出：海绵钛生产规模60年代为60kt/a，70年代为110kt/a，80年代为130kt/a，到1992年已达140kt/a。

实际产量1990年达到历史最高水平，为105kt/a。

进入90年代后，由于军用钛量减少和俄罗斯等一些国家抛售库存海绵钛，使前几年市场疲软。

1995年钛的市场开始回升，主要由于B777等民用飞机和高尔夫球杆等民用钛量大幅度增加，1996年钛的需求量达到一个新的高点。

专家预测今后几年内钛的需求量将继续较大幅度增长。

目前妨碍钛应用的主要原因是价格贵。

可以预料，随着科学技术的进步和钛生产工艺的不断完善、扩大企业的生产能力和提高管理水平、进一步降低钛制品的成本，必然会开拓出更广泛的钛市场。