海綿鈦生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展

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1、我國海綿鈦生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展前景鄧國珠（北京有色金屬研究總院）1、生產(chǎn)狀況我院1954年開始研究金屬鈦的制造技術(shù)，1958年開始建立小規(guī)模生產(chǎn)裝置。上世紀(jì)60年代和70年代初，在撫順、上海、遵義、寶雞和沈陽建立海綿鈦和鈦材加工工廠，形成了從礦石、海綿鈦、鈦材、設(shè)備和工業(yè)應(yīng)用的完整的金屬鈦生產(chǎn)和應(yīng)用體系。至今，世界上只有美國、俄羅斯、日本和中國具有這樣的鈦生產(chǎn)和應(yīng)用體系。但是，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和鈦需求市場的影響，我國金屬鈦生產(chǎn)的發(fā)展速度是緩慢的，到1985年海綿鈦年產(chǎn)量才突破千噸。從1985年至2003年的近二十年間，海綿鈦年產(chǎn)量一直在1000噸至3000噸間徘徊。近幾年的發(fā)展

2、速度才加快，2004年產(chǎn)量達(dá)到4,800噸，2005年9,500噸，2006年達(dá)到18,000噸。按年產(chǎn)量，居世界第四（表1）。到2006年，我國才有了年產(chǎn)萬噸級規(guī)模的海綿鈦工廠。與此同時，鈦材和應(yīng)用也達(dá)到了相應(yīng)的規(guī)模。表1近年來各國海綿鈦產(chǎn)量（t/a）國別中國日本美國俄羅斯哈薩克斯坦烏克蘭2004年2,41023,5008,00026,00013,0007,0002005年9,51030,5949,00027,00017,0008,4002006年18,00036,99512,00027,00018,0008,40012在最近幾年間我國掀起了海綿鈦投資“熱”，據(jù)不完全統(tǒng)

3、計，全國有近三、四十家大小企業(yè)介入投資海綿鈦。其中，有三家年產(chǎn)5000t規(guī)模的工廠已初步建成和部分投產(chǎn)，還有一些年產(chǎn)小于5000t規(guī)模的工廠也已在建或已投產(chǎn)。從去年開始，發(fā)展到一個新階段，出現(xiàn)一批國有大型企業(yè)公司投資建設(shè)大型化海綿鈦工廠，目前有的已進(jìn)入設(shè)計階段。今年我國海綿鈦產(chǎn)量預(yù)計達(dá)到30,000噸。其中，只有大約一半是工藝和設(shè)備較配套的產(chǎn)能，另一半則是不配套的產(chǎn)能。不配套的產(chǎn)能，主要是在2005～2006年間海綿鈦價格上漲，在暴利的刺激下建立起來的小生產(chǎn)線。這些生產(chǎn)線，大部分只有還原—真空蒸餾系統(tǒng)，靠外購四氯化鈦和金屬鎂生產(chǎn)海綿鈦，副產(chǎn)的氯化鎂外銷，不能實(shí)現(xiàn)氯和鎂在生

4、產(chǎn)中的循環(huán)使用，面臨著成本高和環(huán)境壓力，與國外的大型化工廠比較，缺乏競爭力。2、技術(shù)狀況我國海綿鈦生產(chǎn)技術(shù)，依靠國內(nèi)力量不斷實(shí)現(xiàn)進(jìn)步?，F(xiàn)在主要工序都已采用了國際主流技術(shù)（表2），如沸騰氯化技術(shù)、浮閥塔精餾技術(shù)、還原-蒸餾聯(lián)合法技術(shù)、還原-蒸餾過程計算機(jī)控制技術(shù)和無隔板槽電解鎂技術(shù)等。主要設(shè)備也已基本上實(shí)行了大型化，如直徑2.6m沸騰氯化爐、8t倒U型還原-蒸餾聯(lián)合爐和110KA無隔板鎂電解槽。12表2國內(nèi)外海綿鈦生產(chǎn)技術(shù)比較國別中國日本美國俄羅斯哈薩克斯坦烏克蘭原料92%高鈦渣95%金紅石95%金紅石87%高鈦渣87%高鈦渣87%高鈦渣氯化φ1.2～2.6m沸騰氯化爐φ1

5、.9～3m沸騰氯化爐φ3m沸騰氯化爐φ5m熔鹽氯化爐φ5m熔鹽氯化爐φ5m熔鹽氯化爐精制銅絲除釩-浮閥塔精餾礦物油除釩-浮閥塔精餾礦物油除釩-浮閥塔精餾鋁粉除釩-泡罩塔精餾鋁粉除釩-泡罩塔精餾鋁粉除釩-泡罩塔精餾還原-蒸餾5～8t倒U型聯(lián)合爐，3～4tI型半聯(lián)合爐5～10t倒U型聯(lián)合爐8～10t倒U型聯(lián)合爐4～5tI型半聯(lián)合爐4～5tI型半聯(lián)合爐4tI型半聯(lián)合爐鎂電解110KA無隔板電解槽無極性電解槽無隔板電解槽150～170KA無隔板電解槽150～170KA無隔板電解槽150～170KA無隔板電解槽我國鈦資源以鈦鐵礦為主，且主要是含鈣鎂雜質(zhì)較高的低品位鈦鐵礦，所以生產(chǎn)海

6、綿鈦主要是以含鈣鎂氧化物2.5%左右的高鈦渣（TiO2相當(dāng)量≧92%）為原料，沸騰氯化大多采用無篩板沸騰氯化爐。粗四氯化鈦的精制，目前以銅絲除釩為主，并已有工廠使用礦物油除釩；四氯化鈦的精餾提純，早就使用了高效的浮閥精餾塔。鎂還原-真空蒸餾制造海綿鈦，已全部采用聯(lián)合法，目前有5t、8t倒“U”12型聯(lián)合法和3t、4t“I”型半聯(lián)合法兩種。海綿鈦的破碎，已采用剪切式破碎機(jī)，避免了產(chǎn)品在破碎過程中的氧化現(xiàn)象。電解氯化鎂制造金屬鎂，已采用了大型無隔板電解槽，但技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較差，需進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。但與國外先進(jìn)水平比較，還存在較大差距，主要表現(xiàn)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、三廢治理、設(shè)備配套

7、水平和自動控制等方面。3、海綿鈦質(zhì)量國外用戶最關(guān)心是中國海綿鈦的質(zhì)量。中國海綿鈦是采用國外相同的方法、相同的原料、相同的工藝和相同的設(shè)備生產(chǎn)的，即采用鎂還原-真空蒸餾方法生產(chǎn)的：TiCl4（l）＋Mg（l）＝Ti（s）＋MgCl2（l）鈦鐵礦（TiO250～60%）經(jīng)過電爐熔煉制造出高鈦渣，高鈦渣經(jīng)沸騰氯化制造四氯化鈦，粗四氯化鈦經(jīng)精制提純獲得無色透明的精四氯化鈦（純度≧99.95%）作為鎂還原的原料。鎂還原產(chǎn)生的MgCl2經(jīng)熔鹽電解獲得粗鎂，粗鎂經(jīng)過精煉提純制得精鎂（純度≧99.92%）返回鎂還原使用。過程中需補(bǔ)充的外購來的