钛冶金PDF电子书下载

1　概论 1

1.1　海绵钛生产发展概况 1

1.1.1 美国的海绵钛生产 4

1.1.2 独联体的海绵钛生产 4

1.1.3 日本的海绵钛生产 5

1.1.4 英国的海绵钛生产 6

1.1.5 我国的海绵钛生产 6

1.2　钛材生产发展概况 7

1.2.1　俄罗斯的钛材生产 7

1.2.2 美国的钛材生产 8

1.2.3 日本的钛材生产 8

1.2.4 中国的钛材生产 8

1.3　钛白生产发展概况 9

1.3.1 世界钛白发展概况 9

1.3.2 中国钛白发展概况 10

1.4　钛冶金技术进展和存在的问题 12

1.4.1　钛冶金技术进展 12

1.4.2　钛冶金存在的主要问题 13

参考文献 14

2　钛的性质、用途和制取方法 15

2.1 钛的性质 15

2.1.1 钛原子结构和在周期表中的位置 15

2.1.2　钛的物理性质、热力学性质和力学性质 16

2.1.3 钛的化学性质 21

2.2　钛的用途 26

2.2.1 航空和航天 26

2.2.2　舰船工业 27

2.2.3 海洋工程 28

2.2.4　化工和石化 29

2.2.5 发电 29

2.2.6 汽车 29

2.2.7 有色冶金 30

2.2.8　体育用品 30

2.2.9 医疗 31

2.2.10 生活用品和工艺品 31

2.2.11 建筑 31

2.2.12　钢铁工业 31

2.2.13　特种功能材料 33

2.3　钛的制取方法 33

2.3.1 制取钛的各种途径 33

2.3.2 海绵钛的工业生产方法 41

参考文献 42

3　钛矿资源及采选 43

3.1　钛矿物 43

3.2　钛矿类型 45

3.2.1 岩浆矿床 45

3.2.2　次生砂矿床 45

3.2.3 变质矿床 46

3.3　钛矿资源 46

3.3.1 世界钛资源 46

3.3.2 中国钛资源 48

3.4　钛矿选矿 50

3.4.1 海滨砂矿的选矿 50

3.4.2 内陆砂矿的选矿 50

3.4.3　岩矿的选矿 50

3.5　钛矿开采和应用 51

3.5.1 国外钛矿的开采和应用 51

3.5.2 国内钛矿的开采和应用 53

3.6　国内外各地产钛矿化学组成 54

参考文献 55

4 钛渣和人造金红石 56

4.1　钛铁矿富集方法概述 56

4.1.1 富钛料的制造方法 56

4.1.2 国外富钛料生产概况 56

4.1.3 国内富钛料生产概况 58

4.2 熔炼钛渣的基本理论 58

4.2.1 还原熔炼热力学 58

4.2.2　还原熔炼动力学 61

4.2.3 还原熔炼钛渣过程的主要特征 63

4.3　熔炼钛渣的工艺及设备 66

4.3.1 敞口电炉熔炼高钛渣 66

4.3.2 敞口电炉熔炼酸溶性钛渣 76

4.3.3 半密闭电炉熔炼高钛渣 78

4.3.4 密闭电炉熔炼钛渣 79

4.4　人造金红石的工业生产方法 89

4.4.1 电热法 89

4.4.2　钛渣的进一步富集处理 92

4.4.3　还原锈蚀法 93

4.4.4　盐酸浸出法 97

4.4.5　硫酸浸出法 105

参考文献 107

5　氯化制取四氯化钛 109

5.1　富钛料氯化的理论基础 109

5.1.1 氯化反应热力学 109

5.1.2 氯化反应动力学 116

5.1.3 氯化产物的分离原理 118

5.2　氯化原料和氯化方法的选择 120

5.2.1 氯化原料 120

5.2.2　氯化方法的选择和比较 123

5.3　流态化氯化 124

5.3.1 流态化概念 124

5.3.2 影响流态化氯化的主要因素 129

5.3.3 工艺流程 132

5.3.4 主要设备 134

5.3.5 操作方法 140

5.4　熔盐氯化 141

5.4.1 特点 141

5.4.2　工艺流程和设备 143

5.4.3　熔盐氯化的操作 143

5.5　氯化技术经济指标 144

5.6　氯化废料治理 145

5.6.1 炉渣 145

5.6.2 收尘渣 145

5.6.3 泥浆 145

5.6.4 氯化尾气 146

参考文献 146

6　四氯化钛精制 147

6.1　精制的任务和要求 147

6.1.1 粗四氯化钛的组成 147

6.1.2　精四氯化钛标准 148

6.2　粗四氯化钛中杂质分类及其分离方法 149

6.2.1 气体杂质 149

6.2.2 固体杂质 150

6.2.3　高沸点杂质 152

6.2.4　低沸点杂质 153

6.2.5 沸点相近杂质 154

6.3　精馏原理及相关计算 155

6.3.1 精馏除硅原理 155

6.3.2　精馏塔的相关计算 156

6.3.3 精馏法除铝的计算 162

6.3.4　化学法除钒 165

6.4　精制工艺流程和设备 174

6.4.1 精制工艺流程 174

6.4.2　精制的主要设备 175

6.5　精制过程的控制 182

6.5.1　原料加入速度 182

6.5.2　蒸馏釜的温度和压力 182

6.5.3 塔顶温度和压力 182

6.5.4 回流比 182

6.5.5　蒸馏釜加热功率 183

6.6　三废治理 183

6.6.1 釜残液 183

6.6.2　低沸点馏出液 183

6.6.3　精馏塔废气 184

参考文献 184

7　镁还原法制取海绵钛 186

7.1　导论 186

7.2　镁和氯化镁的性质 188

7.2.1 镁的基本性质 188

7.2.2　氯化镁的基本性质 189

7.3　镁还原反应热力学和动力学 190

7.3.1 反应热力学分析 190

7.3.2 反应机理 194

7.3.3 还原反应动力学探讨 195

7.4　真空蒸馏分离原理和动力学 200

7.4.1 真空蒸馏分离原理 200

7.4.2 真空蒸馏分离动力学 201

7.5　倒U形还原—蒸馏联合法工艺和设备 203

7.5.1 工艺方法简述 203

7.5.2　主要设备 204

7.5.3　主要原料 206

7.5.4 工艺过程和操作方法 207

7.6 Ⅰ形还原—蒸馏联合法工艺和设备 216

7.7　氯化镁排放方法 217

7.8　镁电解和粗镁精炼 219

7.8.1 基本原理 219

7.8.2　工艺流程操作 220

7.8.3　粗镁的精制 220

7.8.4　设备 220

7.8.5 物料及能量衡算 222

7.8.6　工艺参数的选择 224

7.8.7　镁电解技术经济指标 225

7.9　海绵钛取出、破碎和分级 225

7.9.1 工艺流程 225

7.9.2 产品中杂质来源及其对产品质量影响的分析 227

7.10　技术经济指标和产品质量 230

7.10.1 技术经济指标 230

7.10.2 产品质量 231

参考文献 233

8　电解法制取金属钛 234

8.1 FFC剑桥法 234

8.1.1 原理 234

8.1.2　工艺流程 235

8.1.3　进展 235

8.1.4　前景展望 236

8.2 TiCl4电解法 236

8.2.1 原理 236

8.2.2 工艺流程 238

8.2.3　进展 239

8.2.4 前景分析 239

8.3　熔盐电解精炼法 240

8.3.1　原理 240

8.3.2　工艺 240

8.3.3　设备 242

8.3.4　进展 244

8.3.5　前景分析 244

8.4　其他电解方法 245

8.4.1 MER工艺 245

8.4.2 QIT工艺 246

参考文献 247

9　钛及钛合金粉 249

9.1　概述 249

9.2　钠还原法制造钛及钛合金粉 250

9.2.1　基本知识 250

9.2.2 钠还原反应热力学分析 253

9.2.3 二段钠还原法制造钛及钛合金粉 258

9.2.4　连续化制造钛及钛合金粉 260

9.2.5 经济分析 261

9.3　氢化钙还原法 262

9.4　氢化脱氢法 263

参考文献 265

10　二氧化钛 266

10.1　二氧化钛和钛白的性质 266

10.1.1 二氧化钛的物理性质 266

10.1.2　二氧化钛的化学性质 267

10.1.3 二氧化钛的光学性质和钛白的颜料性能 267

10.2　钛白的应用和品种 271

10.2.1 钛白的应用 271

10.2.2　涂料 271

10.2.3 塑料 274

10.2.4 造纸 275

10.2.5 化纤 275

10.2.6　油墨 276

10.2.7　橡胶 276

10.2.8　钛白的品种和规格 276

10.3　钛白的生产方法 276

10.3.1 硫酸法 277

10.3.2　氯化法 289

10.4　复合钛白和钛黄颜料 299

10.4.1　复合钛白 299

10.4.2　钛黄颜料 301

10.5　特种二氧化钛 303

10.5.1 纳米二氧化钛 303

10.5.2　珠光颜料 307

10.5.3　二氧化钛膜料 309

10.5.4　高纯超细二氧化钛 310

10.6　钛白生产中的“三废”治理 312

10.6.1　概述 312

10.6.2 “三废”对生态环境的危害 313

10.6.3 硫酸法产生的废料及其治理 313

10.6.4 氯化法产生的三废及其治理 315

参考文献 316

11　钛化合物 317

11.1 卤化钛 318

11.1.1 四氯化钛 318

11.1.2　三氯化钛 324

11.1.3　二氯化钛 327

11.1.4 二氯氧化钛 328

11.1.5　一氯氧化钛 329

11.1.6 氟化钛 330

11.1.7 溴化钛 330

11.1.8　碘化钛 331

11.2　氧化钛 333

11.2.1 二氧化钛 333

11.2.2 一氧化钛 336

11.2.3　三氧化二钛 336

11.2.4　五氧化三钛 337

11.3　氢氧化钛 337

11.3.1 氢氧化钛（Ⅱ） 338

11.3.2　氢氧化钛（Ⅲ） 338

11.3.3 正钛酸 338

11.3.4　偏钛酸 339

11.4　硫化钛 339

11.4.1 一硫化钛 339

11.4.2　三硫化二钛 340

11.4.3 二硫化钛 340

11.5　氮化钛、碳化钛和硼化钛 341

11.5.1 氮化钛 341

11.5.2　硼化钛 343

11.5.3 碳化钛 343

11.6　氢化钛 344

11.6.1　一氢化钛 344

11.6.2 二氢化钛 345

11.7　钛的无机盐 345

11.7.1　钛盐（Ⅳ） 345

11.7.2　钛酸盐 346

11.7.3 卤钛酸盐 350

11.8　钛的有机化合物 351

11.8.1 钛酸酯及其衍生物 351

11.8.2　有机钛化合物 354

参考文献 354