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1、Word格式主要鈦產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程成都工業(yè)學(xué)院材料工程學(xué)院鄒建新攀枝花學(xué)院材料工程學(xué)院彭富昌1鈦產(chǎn)品生產(chǎn)原則流程所有鈦產(chǎn)品的最初原料都是含鈦礦物，通常為鈦鐵礦。最終鈦產(chǎn)品有兩種，一是單質(zhì)的金屬鈦，二是氧化物TiO2，前者作為結(jié)構(gòu)性鈦（合金）材料，廣泛用于航空航天、海洋、化工及高檔民用等領(lǐng)域，后者作為功能性鈦白粉顏料，廣泛用于涂料、造紙、塑料及電子等領(lǐng)域。鈦鐵礦經(jīng)選礦工藝后成為鈦精礦，鈦精礦經(jīng)熔煉為鈦渣或經(jīng)濕法冶金處理為人造金紅石或富鈦料，鈦精礦或酸溶性鈦渣作為硫酸法鈦白的原料，與濃硫酸酸解后生產(chǎn)鈦白粉，氯化鈦渣或人造金紅石經(jīng)氯化后生成四氯化
2、鈦，再用鎂高溫還原生產(chǎn)海綿鈦，海綿鈦經(jīng)高溫熔融為鈦錠，即可進(jìn)一步加工成鈦材。工藝流程如圖1所示。圖1鈦產(chǎn)品生產(chǎn)原則工藝流程2鈦渣生產(chǎn)工藝電爐熔煉鈦渣的工藝流程包括：配料，制團(tuán)（可選），電爐熔煉，渣鐵分離，冷卻爐前鈦渣，破碎，磁選，獲得成品高鈦渣等步驟。鈦精礦與碳還原劑一起置于高溫電弧爐中熔煉，鐵氧化物被還原為金屬鐵，余下部分為二氧化鈦、氧化鈣、氧化鎂、二氧化硅的熔融混合物，冷卻后即為鈦渣。如圖2所示。其中的半鋼是指電爐熔煉后獲得的含碳較高的鐵水。完美整理Word格式鈦精礦預(yù)處理電爐熔煉爐氣還原劑處理半鋼鈦渣煤氣回收增碳脫硫鑄造鑄錠冷卻、破碎
3、磁選、篩分成品鈦渣圖2電爐熔煉鈦渣的原則工藝流程3硫酸法鈦白粉的生產(chǎn)工藝鈦白生產(chǎn)方法包括如下三種：①硫酸法，可生產(chǎn)金紅石型和銳鈦型鈦白；②氯化法，國內(nèi)僅中信錦州鈦業(yè)、云南新立、洛陽萬基、漯河興茂、攀鋼在生產(chǎn)或在建，國外55%企業(yè)采用，只能生產(chǎn)金紅石型鈦白；③鹽酸法，尚未產(chǎn)業(yè)化，新西蘭曾進(jìn)行試生產(chǎn)，國內(nèi)不少學(xué)者也開展過實(shí)驗(yàn)研究。生產(chǎn)鈦白的硫酸法與氯化法各有優(yōu)缺點(diǎn)，業(yè)界評價褒貶不一。硫酸法會產(chǎn)生綠礬和廢酸，但可綜合利用，氯化法產(chǎn)生的氯化廢渣處理難度較大，一般只能深埋，國內(nèi)攀鋼集團(tuán)已開發(fā)了一種可以有效回收利用氯化廢渣的專有技術(shù)。硫酸法可生產(chǎn)銳鈦型
4、鈦白，但氯化法不行。隨著環(huán)保成本的增加，硫酸法鈦白粉廠只要愿意增大資金投入，其“三廢”污染問題是可以得到較好解決的。硫酸法生產(chǎn)鈦白是成熟的生產(chǎn)方法，使用的原料為鈦精礦或鈦渣，以及礦渣混合物。硫酸法鈦白生產(chǎn)，實(shí)際上是一個通過分離、提純等化學(xué)和物理方法，去除鈦精礦（鈦渣）中的雜質(zhì)，只保留90%以上TiO2的一個化工過程。硫酸法鈦白生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)包括：①酸解；②鈦液水解；③偏鈦酸鹽處理；④偏鈦酸煅燒；⑤鈦白后處理。生產(chǎn)鈦白的原料：鈦精礦或鈦渣、硫酸（本節(jié)以鈦精礦為例）。生產(chǎn)鈦白的產(chǎn)品：金紅石型鈦白或銳鈦型鈦白，另外副產(chǎn)硫酸亞鐵。硫酸法生產(chǎn)鈦白主要
5、由下列幾個工序組成：原礦準(zhǔn)備，用硫酸分解精礦制取硫酸鈦溶液，溶液凈化除鐵，由硫酸鈦溶液水解析出偏鈦酸，偏鈦酸煅燒制得二氧化鈦以及后處理工序等。原則工藝流程如圖3所示。完美整理Word格式圖3硫酸法生產(chǎn)鈦白原則工藝流程4四氯化鈦的生產(chǎn)工藝對于四氯化鈦的生產(chǎn)過程，雖然各個企業(yè)工藝流程上稍有差異，但主要是由配料、氯化和精制三部分組成。配料工段來自高位料倉合格粒度的富鈦料與破碎、干燥后的焦碳按一定配料比加入到螺旋輸送機(jī)，經(jīng)初混后送入流化器，風(fēng)送至氯化工段，經(jīng)旋風(fēng)和布袋收塵卸入混合料倉，供氯化爐使用。氯化工藝主要采用了沸騰氯化和熔鹽氯化兩種氯化方法。
6、沸騰氯化是現(xiàn)行生產(chǎn)四氯化鈦的主要方法(中國、日本、美國采用)，其次是熔鹽氯化(主要是獨(dú)聯(lián)體國家采用，我國攀鋼、錦州也采用)。沸騰氯化一般是以鈣鎂含量低的高品位富鈦料為原料，而熔鹽氯化則可使用高鈣鎂原料。熔鹽氯化的工藝流程如圖4所示。粗四氯化鈦精制是指除去粗四氯化鈦中的雜質(zhì)，產(chǎn)出純四氯化鈦的過程。粗四氯化鈦含有多種溶解或呈懸浮狀的雜質(zhì)，工業(yè)上常采用沉降過濾法除去固體懸浮物，用蒸餾-精餾法和化學(xué)法除去溶解在四氧化鈦中的硅、鋁、鐵、釩等氯化物雜質(zhì)，獲得純度在99.95%的精四氯化鈦。粗四氯化鈦精制流程如圖5所示。完美整理Word格式圖4熔鹽氯化原
7、則工藝流程圖5粗四氯化鈦精制原則流程5氯化法鈦白的生產(chǎn)工藝氯化法鈦白主要有以下三大工藝過程。①用高品位鈦鐵礦或天然金紅石、人造富鈦料，采用氯化工藝生產(chǎn)粗TiCl4；粗TiCl4經(jīng)過提純制取精TiCl4。②精TiCl4完美整理Word格式氣相氧化制取符合顏料性能的金紅石型TiO2粒子。③后處理生產(chǎn)出適應(yīng)不同用途的產(chǎn)品。氧化工序工藝簡單，流程短，但技術(shù)難度很大。從氯化精制車間來的精TiCl4氣體需經(jīng)預(yù)熱，再送入AlCl3發(fā)生器，共同混合后，一起送至氧化爐，與此同時，氧氣經(jīng)過預(yù)熱后，同時送入氧化爐，此外，該過程中還同時加入成核劑，通過甲苯或CO氣
8、體等燃燒供給反應(yīng)熱，在氧化爐內(nèi)發(fā)生劇烈的、快速的、瞬間的氣-氣高溫氧化反應(yīng)，生成固體TiO2顆粒和氣體Cl2，TiO2顆粒需采取干法或濕法脫氯，濕法脫氯方法是在加水制漿后，于打漿
