當(dāng)前,我國鈦工業(yè)伴隨著世界鈦工業(yè)的增長,呈現(xiàn)快速發(fā)展的勢頭。隨著需求的擴大,鈦加工產(chǎn)能不斷提高,2004年國內(nèi)鈦錠生產(chǎn)能力已達(dá)到約25000噸,但是,在這種高增長的勢頭下,海綿鈦卻成為制約鈦加工的瓶頸。2004年我國生產(chǎn)的海綿鈦僅為5000噸,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求,探討我國海綿鈦冶煉技術(shù)的發(fā)展,建設(shè)萬噸級海綿鈦生產(chǎn)基地是非常必要的。
我國海綿鈦生產(chǎn),依靠國內(nèi)力量逐漸實現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步,從固定床氯化到沸騰氯化,從填料塔精餾到浮閥塔精餾,從還原蒸餾分離到還原蒸餾聯(lián)合,鎂電解從有隔板到大型無隔板,以及實現(xiàn)了鎂氯的閉路循環(huán)等。生產(chǎn)規(guī)模從百噸級到千噸級,直至達(dá)到5000噸經(jīng)濟規(guī)模。
但與*水平比較,還存在較大差距。主要表現(xiàn)在技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)、"三廢"治理、設(shè)備配套水平和自動控制等方面要把工廠規(guī)模擴大到萬噸級,實現(xiàn)"清潔、文明、無公害化"的現(xiàn)代化生產(chǎn),需要針對目前存在的問題,對現(xiàn)有工藝技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)研究,主要研究方向和課題可歸納如下。
高品位富鈦料的制造技術(shù)西方國家使用高品位天然金紅石和人造金紅石為原料生產(chǎn)海綿鈦。我國缺乏高品位的天然金紅石資源和沒有高品位人造金紅石的生產(chǎn),生產(chǎn)海綿鈦是以含TiO2相當(dāng)量92%左右的高鈦渣為原料。高鈦渣是采用小型敞口電爐生產(chǎn)的,工廠規(guī)模小,技術(shù)和設(shè)備也很落后,因為要使用瀝青為粘結(jié)劑,環(huán)境污染嚴(yán)重。嚴(yán)格來講,這些高鈦渣小廠是屬于國家政策該陶汰的高能耗高污染的小電爐。
生產(chǎn)含TiO292%的高鈦渣的技術(shù)改進(jìn)相當(dāng)困難,國外也沒有相關(guān)的技術(shù)。國外的大型密閉電爐只能生產(chǎn)含TiO285%左右的鈦渣。獨聯(lián)體國家的半密閉式電爐也只能生產(chǎn)90%左右的鈦渣,而且必須以優(yōu)質(zhì)鈦鐵礦為原料,如果以我國的鈦鐵礦為原料只能生產(chǎn)85~87%的鈦渣。
與96%的天然金紅石(雜質(zhì)4%)和92~94%的人造金紅石(雜質(zhì)6~8%)比較,92%的高鈦渣(雜質(zhì)11%)已是一種"粗糧"。所以,工廠不希望使用品位比92%高鈦渣更低的原料。
大型海綿鈦冶煉廠希望使用高品位富鈦料,解決高品位原料問題可供選擇的途徑有:由于我國鈦資源主要是低品位鈦鐵礦的特點,決定了需要采用除雜質(zhì)能力強的富鈦料工藝,才能獲得高品位的富鈦料。其中,鹽酸浸出法制造人造金紅石工藝路線,除雜質(zhì)能力強,可將含高鈣鎂的低品位鈦精礦加工成含TiO292~94%的高品位人造金紅石,相關(guān)的技術(shù)研究已接近成熟,鹽酸可實現(xiàn)循環(huán)使用,補充的鹽酸可由氯化副產(chǎn)的鹽酸提供。
我*噸級海綿鈦生產(chǎn)所需的沸騰氯化爐和還原-蒸餾聯(lián)合爐等裝備基本實現(xiàn)了大型化,需要進(jìn)一步提高生產(chǎn)工藝技術(shù)水平,降低環(huán)境污染。主要研究大型化高鈣鎂鈦渣沸騰氯化制造四氯化鈦技術(shù)研究,進(jìn)一步提高氯化率、氯氣的利用率、TiCl4的回收率;四氯化鈦精制除釩工藝技術(shù);大型鎂還原-蒸餾聯(lián)合爐提高海綿化率技術(shù);高效的廢料處理新技術(shù)和綜合回收技術(shù);氯化和精制過程中的自動控制技術(shù)。形成先進(jìn)的大規(guī)模(萬噸級)海綿鈦的生產(chǎn)技術(shù)。
鋁粉除釩的殘渣量少,不易結(jié)疤,容易從殘渣回收釩,除釩成本低,是一種適合用于海綿鈦生產(chǎn)的除釩方法。鋁粉除釩已在獨聯(lián)體國家海綿鈦生產(chǎn)中成功使用多年,北京有研院等單位已成功地完成了小型試驗研究,說明鋁粉除釩是可行的工藝技術(shù)。但獨聯(lián)體國家使用的這種超細(xì)活性鋁粉價格昂貴,并具有可爆性,需要研究改進(jìn)。
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