主要钛产品生产工艺流程VIP专享VIP免费

主要钛产品生产工艺流程成都工业学院材料工程学院邹建新攀枝花学院材料工程学院彭富昌1钛产品生产原则流程所有钛产品的最初原料都是含钛矿物，通常为钛铁矿。最终钛产品有两种，一是单质的金属钛，二是氧化物TiO2，前者作为结构性钛（合金）材料，广泛用于航空航天、海洋、化工及高档民用等领域，后者作为功能性钛白粉颜料，广泛用于涂料、造纸、塑料及电子等领域。钛铁矿经选矿工艺后成为钛精矿，钛精矿经熔炼为钛渣或经湿法冶金处理为人造金红石或富钛料，钛精矿或酸溶性钛渣作为硫酸法钛白的原料，与浓硫酸酸解后生产钛白粉，氯化钛渣或人造金红石经氯化后生成四氯化钛，再用镁高温还原生产海绵钛，海绵钛经高温熔融为钛锭，即可进一步加工成钛材。工艺流程如图1所示。图1钛产品生产原则工艺流程2钛渣生产工艺电炉熔炼钛渣的工艺流程包括：配料，制团（可选），电炉熔炼，渣铁分离，冷却炉前钛渣，破碎，磁选，获得成品高钛渣等步骤。钛精矿与碳还原剂一起置于高温电弧炉中熔炼，铁氧化物被还原为金属铁，余下部分为二氧化钛、氧化钙、氧化镁、二氧化硅的熔融混合物，冷却后即为钛渣。如图2所示。其中的半钢是指电炉熔炼后获得的含碳较高的铁水。图2电炉熔炼钛渣的原则工艺流程3硫酸法钛白粉的生产工艺钛白生产方法包括如下三种：①硫酸法，可生产金红石型和锐钛型钛白；②氯化法，国内仅中信锦州钛业、云南新立、洛阳万基、漯河兴茂、攀钢在生产或在建，国外55%企业采用，只能生产金红石型钛白；③盐酸法，尚未产业化，新西兰曾进行试生产，国内不少学者也开展过实验研究。生产钛白的硫酸法与氯化法各有优缺点，业界评价褒贬不一。硫酸法会产生绿矾和废酸，但可综合利用，氯化法产生的氯化废渣处理难度较大，一般只能深埋，国内攀钢集团已开发了一种可以有效回收利用氯化废渣的专有技术。硫酸法可生产锐钛型钛白，但氯化法不行。随着环保成本的增加，硫酸法钛白粉厂只要愿意增大资金投入，其“三废”污染问题是可以得到较好解决的。硫酸法生产钛白是成熟的生产方法，使用的原料为钛精矿或钛渣，以及矿渣混合物。硫酸法钛白生产，实际上是一个通过分离、提纯等化学和物理方法，去除钛精矿（钛渣）中的杂质，只保留90%以上TiO2的一个化工过程。硫酸法钛白生产的主要环节包括：①酸解；②钛液水解；③偏钛酸盐处理；④偏钛酸煅烧；⑤钛白后处理。生产钛白的原料：钛精矿或钛渣、硫酸（本节以钛精矿为例）。生产钛白的产品：金红石型钛白或锐钛型钛白，另外副产硫酸亚铁。硫酸法生产钛白主要由下列几个工序组成：原矿准备，用硫酸分解精矿制取硫酸钛溶液，溶液净化除铁，由硫酸钛溶液水解析出偏钛酸，偏钛酸煅烧制得二氧化钛以及后处理工序等。原则工艺流程如图3所示。钛精矿预处理电炉熔炼炉气还原剂处理半钢钛渣煤气回收增碳脱硫铸造铸锭冷却、破碎磁选、筛分成品钛渣图3硫酸法生产钛白原则工艺流程4四氯化钛的生产工艺对于四氯化钛的生产过程，虽然各个企业工艺流程上稍有差异，但主要是由配料、氯化和精制三部分组成。配料工段来自高位料仓合格粒度的富钛料与破碎、干燥后的焦碳按一定配料比加入到螺旋输送机，经初混后送入流化器，风送至氯化工段，经旋风和布袋收尘卸入混合料仓，供氯化炉使用。氯化工艺主要采用了沸腾氯化和熔盐氯化两种氯化方法。沸腾氯化是现行生产四氯化钛的主要方法(中国、日本、美国采用)，其次是熔盐氯化(主要是独联体国家采用，我国攀钢、锦州也采用)。沸腾氯化一般是以钙镁含量低的高品位富钛料为原料，而熔盐氯化则可使用高钙镁原料。熔盐氯化的工艺流程如图4所示。粗四氯化钛精制是指除去粗四氯化钛中的杂质，产出纯四氯化钛的过程。粗四氯化钛含有多种溶解或呈悬浮状的杂质，工业上常采用沉降过滤法除去固体悬浮物，用蒸馏-精馏法和化学法除去溶解在四氧化钛中的硅、铝、铁、钒等氯化物杂质，获得纯度在99.95%的精四氯化钛。粗四氯化钛精制流程如图5所示。图4熔盐氯化原则工艺流程图5粗四氯化钛精制原则流程5氯化法钛白的生产工艺氯化法钛白主要有以下三大工艺过程。①用高品位钛铁矿或天然金红石、人造富钛料，采用氯化工艺生产粗TiCl4；粗TiCl4...