镁热法海绵钛生产PDF电子书下载

1概论 1

1.1钛冶金发展简史 1

1.1.1钛的发现及实验室研究 1

1.1.2钛的工业化生产 1

1.2钛资源概况 4

1.2.1钛在地壳中的分布 4

1.2.2钛矿物的种类及其一般特征 5

1.2.3钛矿物形成的矿床 6

1.2.4钛矿的储量及其开采 9

1.2.5国内外钛精矿的化学组成 13

1.3金属钛的应用 15

1.4金属钛的生产方法简介 22

2钛及其重要化合物的性质 26

2.1钛的性质 26

2.1.1金属钛的物理性质和热力学性质 26

2.1.2钛的化学性质 27

2.1.3钛的力学性能 30

2.2钛的重要化合物的性质 32

2.2.1氧化物 32

2.2.2卤化物及氯氧化物 35

2.2.3碳化物、氮化物、硼化物及氢化物 40

2.2.4钛的无机盐和有机化合物 43

3富钛料（人造金红石和钛渣）生产 44

3.1人造金红石的生产 44

3.1.1选择性氯化法 45

3.1.2还原—锈蚀法 46

3.1.3稀硫酸浸出法 48

3.1.4 BCA稀盐酸循环浸出法 49

3.1.5浓盐酸浸出法 51

3.1.6选—冶联合稀盐酸加压浸出法 52

3.1.7稀盐酸流态化浸出法 54

3.2钛渣熔炼 55

3.2.1钛渣熔炼概况 55

3.2.2电炉还原熔炼钛渣的原理 58

3.2.3钛渣的物相结构、化学组成及主要物理性质 60

3.2.4影响钛渣熔炼的主要因素 64

3.3钛渣生产工艺流程 67

3.3.1原料准备 68

3.3.2电炉料制备 69

3.3.3电炉熔炼 69

3.3.4成品渣加工 70

3.4钛渣生产的主要设备 70

3.4.1破碎磨粉设备 70

3.4.2电炉料制备设备 70

3.4.3电炉设备 71

3.4.4烧穿器和渣包 80

3.4.5磁选设备 80

3.5钛渣生产实践 80

3.5.1原料准备 80

3.5.2电炉料制备 81

3.5.3电炉熔炼 82

3.5.4 成品渣加工 85

3.6钛渣熔炼的物料平衡及热量平衡 85

3.7有代表性的钛渣生产实例 87

3.7.1.QIT公司的钛渣熔炼 87

3.7.2南非理查兹湾公司（RBM）的钛渣熔炼 89

3.7.3前苏联的钛渣熔炼 90

3.7.4我国的钛渣熔炼 90

3.8钛渣电炉冶炼的技术经济指标 91

3.8.1我国某厂6300kV·A电炉的技术经济指标 91

3.8.2前苏联半密闭电炉熔炼钛渣的主要指标 91

3.9钛渣生产的发展方向 92

3.9.1电炉的密闭化 93

3.9.2设备的大型化 93

3.9.3采用两段法炼钛渣 93

3.9.4在旋流炉中熔炼钛渣 94

4粗TiC14的生产——沸腾氯化及熔盐氯化 95

4.1氯化过程的基本原理 95

4.1.1氯化过程的热力学分析 95

4.1.2氯化过程的动力学分析 103

4.1.3影响氯化的因素 105

4.2氯化工艺 106

4.2.1氯化方法概述 106

4.2.2钛渣的沸腾氯化 109

4.2.3钛渣的熔盐氯化 128

5粗TiCl4的精制 135

5.1精制的原理和方法 135

5.1.1粗四氯化钛中杂质的分类 135

5.1.2用蒸馏和精馏的方法除去高沸点杂质和低沸点杂质的基本原理 137

5.1.3除钒的原理和方法 138

5.2精制工艺流程 142

5.3精制主要设备 143

5.3.1浮阀塔 143

5.3.2铜丝塔 146

5.3.3蒸馏釜 146

5.3.4冷凝器 147

5.4精制工艺 147

5.4.1对粗TiCl4的要求 147

5.4.2精馏塔的操作 147

5.4.3铜丝塔的操作 149

5.4.4精Ticl4的质量要求 150

6镁还原法生产海绵钛 151

6.1镁还原TiCl4反应的理论基础 151

6.1.1镁还原反应的热力学 151

6.1.2还原反应的机理和动力学 153

6.2生产准备 158

6.2.1原材料准备（加液镁工艺） 158

6.2.2还原设备准备（渗钛工艺） 160

6.3镁还原Ticl4的生产工艺和主要设备 160

6.3.1工艺流程 160

6.3.2镁还原生产过程及工艺条件的选择 161

6.3.3还原结束及产品冷却、拆卸 163

6.3.4还原过程可能发生的故障和处理 163

6.4还原设备 164

6.4.1还原反应器的类型及优、缺点 164

6.4.2还原主要设备的结构 165

7还原产物的真空蒸馏和海绵钛处理 170

7.1真空蒸馏的理论基础 170

7.1.1真空蒸馏的原理和过程 170

7.1.2真空蒸馏动力学 172

7.2真空蒸馏工艺流程和主要设备 174

7.2.1还原—蒸馏分开式生产的工艺流程 174

7.2.2 I形半联合法和倒U形联合法流程 175

7.2.3真空蒸馏主要设备 177

7.3真空蒸馏生产工艺 181

7.3.1蒸馏设备的安装和准备 181

7.3.2真空蒸馏过程及工艺条件的选择 181

7.3.3真空蒸馏结束 182

7.3.4真空蒸馏可能发生的故障和处理 183

7.4海绵钛处理和提高产品质量的措施 183

7.4.1海绵钛的处理 183

7.4.2提高产品质量的措施 187

7.5对镁热法海绵钛生产过程的评价 191

7.5.1世界各主要海绵钛生产国近几年的产能和产量 191

7.5.2我国海绵钛生产线情况统计 192

7.5.3海绵钛生产过程的评价 193

7.5.4海绵钛生产目前状况及发展趋势 195

8 MgCl2的电解和粗镁的精炼 197

8.1氯化镁电解的基本原理 198

8.1.1电解的基本原理 198

8.1.2电流效率和电能效率的计算 199

8.1.3各种因素对电流效率的影响 202

8.2镁电解的主要设备 208

8.2.1电解槽 208

8.2.2氯压机和阳极氯气处理系统 211

8.2.3阴极气体处理系统 213

8.3镁电解操作工艺 214

8.3.1电解槽的烤槽和启动 214

8.3.2电解槽的加料和排废电解质 215

8.3.3出镁 216

8.3.4出渣 216

8.3.5电解槽的温度和极距 217

8.3.6电解槽故障及消除方法 218

8.3.7镁电解槽的节能 220

8.3.8镁电解的安全技术 221

8.4镁的精炼 222

9海绵钛生产中的“三废”处理和工业卫生 225

9.1“三废”处理 225

9.1.1废气和废渣的处理 225

9.1.2废水和废液的处理 228

9.2工业卫生及安全 229

9.2.1氯和一些氯化物对人体的危害及安全知识 230

9.2.2放射性物质的危害 232

9.2.3 CO的危害 232

9.2.4安全防御措施 232

附录 235

附表1常用钛化合物的基本性质 235

附表2镁还原系各组分性质比较 235

附表3 TiCl4及其中所含杂质的某些性质 236

附表4中国、美国、日本、前苏联海绵钛标准的主要技术指标 237

附表5中国钛及钛合金牌号和化学成分（GB／T3620.1—1994） 239

参考文献 242