第一篇 钛冶金 3
第1章 钛的性质及用途 3
1.1 钛的物理性质 3
1.2 钛的化学性质 4
1.3 钛的用途 4
1.3.1 军工 5
1.3.2 航空和航天 5
1.3.3 海洋工程 5
1.3.4 化工和石化 5
1.3.5 汽车 5
1.3.6 医疗 6
1.3.7 体育和日用品 6
1.3.8 建筑 6
1.3.9 钢铁工业 6
1.3.10 特种功能材料 6
第2章 钛资源概况 7
2.1 世界钛资源储量及其分布 7
2.1.1 澳大利亚 8
2.1.2 加拿大 8
2.1.3 南非 8
2.1.4 美国 8
2.1.5 俄罗斯及前独联体其他国家 8
2.1.6 其他国家 9
2.2 中国钛资源现状 9
2.2.1 钛铁矿岩矿 9
2.2.2 钛铁矿砂矿 10
2.2.3 原生金红石矿 10
2.2.4 金红石砂矿 11
第3章 TiO2的传统生产方法 12
3.1 硫酸法 12
3.2 氯化法 14
3.3 盐酸法 15
第4章 碱熔盐生产二氧化钛新方法 17
4.1 引言 17
4.2 碱熔盐法特点与优势 18
4.3 原则流程 18
4.4 碱熔盐反应体系热力学 19
4.4.1 酸溶性钛渣的表征与分析 20
4.4.2 碱熔盐分解钛渣的热力学分析 20
4.5 碱熔盐分解过程宏观动力学 34
4.5.1 研究方法及模型 34
4.5.2 未反应核收缩模型 35
4.5.3 高钛渣在NaOH熔盐体系中的分解动力学 39
4.5.4 酸溶渣在NaOH熔盐体系中的分解动力学 41
4.5.5 酸溶渣在NaOH-KOH混合熔盐体系中的分解动力学 44
4.5.6 50渣在NaOH熔盐体系中的分解动力学 46
4.6 工艺过程 49
4.6.1 碱熔盐分解过程 49
4.6.2 多级洗涤过程 54
4.6.3 低温酸解过程 56
4.6.4 钛液水解过程 61
4.6.5 偏钛酸洗涤 68
4.6.6 偏钛酸盐处理 69
4.6.7 偏钛酸煅烧 72
4.7 钛产物转化机理 74
4.7.1 钛酸钠的结构及形成机理 75
4.7.2 钛液的水解机理 83
4.7.3 离子掺杂对于TiO2晶型转化的作用机理 86
4.7.4 二氧化钛表面包覆的理论研究 88
第5章 新技术应用与示范工程 91
5.1 熔盐反应工序 92
5.1.1 熔盐反应工序运行情况简介 92
5.1.2 熔盐反应工艺核心技术 92
5.1.3 现场运行数据 93
5.2 离子交换、洗涤工序 95
5.2.1 离子交换、洗涤工序运行情况简介 95
5.2.2 离子交换、洗涤工艺关键技术 95
5.2.3 现场运行数据 95
5.3 钛液制备、精制及水解工序 96
5.3.1 工序运行情况简介 96
5.3.2 钛液制备、精制及水解工艺关键技术 96
5.4 偏钛酸洗涤、盐处理、煅烧工序 97
5.4.1 运行情况简介 97
5.4.2 偏钛酸洗涤、盐处理、煅烧工艺关键技术 98
5.5 碱介质循环工序 98
第6章 小结 99
参考文献 100
第二篇 锆冶金 105
第7章 锆的性质及用途 105
7.1 锆的物理性质 105
7.2 锆的核性质 106
7.3 锆的化学性质 107
7.4 锆化学制品及其应用 108
第8章 锆矿类型和资源 110
8.1 锆英石的特性 110
8.2 锆英石的主要矿物及化学组成 111
8.3 世界及中国的锆资源分布和储量 112
8.4 锆英砂的分类规范 113
第9章 氧氯化锆的传统生产方法 114
9.1 氧氯化锆的性质及应用领域 114
9.2 氧氯化锆的传统制备工艺 115
9.2.1 氢氧化钠／碳酸钠烧结分解锆英砂制备氧氯化锆 115
9.2.2 碳酸钙、氧化钙或氢氧化钙高温分解锆英砂制备氧氯化锆 117
9.2.3 氯化水解法制取氧氯化锆 118
9.3 国内氧氯化锆生产企业及面临的挑战 119
第10章 氧氯化锆的清洁生产新工艺 121
10.1 氧氯化锆的清洁生产新工艺简介 121
10.2 氢氧化钠碱熔分解锆英砂新工艺研究 122
10.2.1 氢氧化钠分解锆英砂基本原理 122
10.2.2 影响锆英砂碱熔分解过程的因素 126
10.2.3 反应过程中硅锆酸钠的生成过程 129
10.2.4 氢氧化钠分解锆英砂新工艺 131
10.3 水洗工艺研究 132
10.3.1 水洗过程主要参数对脱硅脱钠的影响 132
10.3.2 逆流水洗对脱硅脱钠的影响 135
10.3.3 水洗过程硅／锆形态及其分离规律 136
10.4 转型新工艺研究 140
10.4.1 转型过程主要参数对脱钠的影响 141
10.4.2 转型过程硅／锆形态及其分离规律 143
10.5 酸解工艺优化及硅胶聚合过程讨论 149
10.5.1 酸解条件的优化 149
10.5.2 硅酸聚合过程讨论 151
10.6 絮凝工艺及硅胶聚合过程讨论 153
10.6.1 絮凝工艺影响因素 153
10.6.2 絮凝过程硅酸聚合过程讨论 155
10.7 新技术的工程应用 157
10.7.1 氧氯化锆产品指标 158
10.7.2 连续碱熔工艺的中试验证 159
10.7.3 转型工艺的应用 159
10.7.4 酸解－絮凝工艺的应用 160
10.7.5 新工艺产品与传统工艺对比 160
第11章 小结 162
参考文献 163
第三篇 镍冶金 169
第12章 镍的性质及用途 169
12.1 镍的物理性质 169
12.2 镍的化学性质 169
12.3 镍的化合物 169
12.3.1 镍的氧化物 169
12.3.2 镍的硫化物 170
12.3.3 镍的砷化物 170
12.4 用途 170
第13章 镍矿类型和资源 171
13.1 镍矿类型 171
13.2 镍矿资源 172
13.2.1 世界镍资源 172
13.2.2 国内镍资源 174
第14章 镍的传统生产方法 176
14.1 镍的火法冶金 176
14.1.1 硫化镍矿的火法冶金 176
14.1.2 氧化镍矿的火法冶金 177
14.2 镍的湿法冶金 178
14.2.1 硫化镍矿的湿法冶金 178
14.2.2 氧化镍矿的湿法冶金 180
第15章 镍的碱－酸联合冶金新方法 186
15.1 引言 186
15.1.1 碱－酸双循环工艺的技术路线 186
15.1.2 碱－酸双循环工艺过程及创新点 187
15.2 碱熔活化处理红土镍矿的基础研究 188
15.2.1 碱熔活化处理褐铁型红土镍矿的热力学研究 188
15.2.2 碱熔活化处理褐铁型红土镍矿提取铬、铝的动力学研究 207
15.2.3 碱熔活化处理褐铁型红土镍矿机理分析 213
15.3 红土镍矿碱熔活化提取铬、铝工艺 221
15.3.1 碱熔反应 221
15.3.2 浸出反应 224
15.3.3 铝的碳化分离 228
15.3.4 铬的液相还原 236
15.4 碱浸渣酸浸提取镍、钴 239
15.4.1 酸浸反应 240
15.4.2 镍、钴分离 243
第16章 新技术应用与示范工程 247
16.1 碱熔焙烧万吨中试线的工艺流程设计 248
16.1.1 工艺流程 248
16.1.2 主体设备的参数计算 248
16.1.3 物料及能量消耗估算 252
16.2 万吨级示范工程碱熔焙烧试验研究 254
16.2.1 试验条件 254
16.2.2 试验方法 256
16.2.3 试验结果与讨论 258
16.3 万吨级示范工程的意义 260
第17章 小结 261
参考文献 262