钛冶炼新工艺的开发

钛资源丰富，且轻而强，还有优异的耐环境性，是理想的金属材料，但在目前其应用范围有限，主要原因是成本高。现在采用克劳尔法的金属热还原法生产海绵钛是在钢制反应容器内于800℃左右，用金属镁还原TiCl4。由于钛在高温下极活泼，易受氧的污染，因此，用克劳尔法在密封容器中进行钛的还原，才能得到较高纯度的金属钛。但这种方法的缺点是反应产物为海绵钛固体，因而不能实现连续生产。目前一个反应容器约生产10t，只能采取批式生产，一个流程约需10天，一般为了扩大产量，采用多个反应容器同时生产金属钛。 剑桥大学Fray教授发表了题为…     

国外钛工业的发展和技术进步

金属钛是继铁和铝之后潜在增长的第三金属。钛工业始于第二次世界大战,是随着军备需要和作为战略物资发展起来的。全世界钛生产能力估计为10万吨。80年代末,对钛的需求量有所增长,预计90年代将保持增长势头。日本开发的10吨联合炉是克劳尔法工艺技术的显著进步。替代现行克劳尔法的钛连续冶炼法是当今世界海绵钛生产厂家都在研究开发的新技术,意大利开发的电解法已投入批量生产。     

金属钛制备工艺研究进展

本文介绍了热还原法制备金属钛的工艺,包括Kroll法、镁还原低价卤化物、PRP法及Hunter法及电解法,包括电解TiCl4法、FFC剑桥工艺、EMR/MSE等,分析了各种方法的机理及特点。并且认为以TiCl4为原料制备钛工艺降低成本的空间很小;如能生产出低成本的TiCl2,钛成本高的问题将很快得以解决;从熔盐中直接电解TiO2制备金属钛,是低成本金属钛制备新工艺的发展方向。     

钛技术的进展

钛是重要结构金属材料中最年轻的金属，是在二次大战中未使用过的唯一结构金属材料。1910年开发了钛的还原法即亨特法，在1948年以前，海绵钛及钛锭还没有生产和销售。钛工业已有半个世纪的历史，现在是总结钛技术和钛产业状况的好时期，以下综述钛的科学技术、产业及其应用的进展。 1 钛的生产 1.1 海绵钛 在1948年初，杜邦公司以镁还原四氯化钛的克劳尔法的初期研究为基础，采用美国矿山局的技术生产了商业规模的金属钛(生产16t)，至1949年Natinal Lead等几个公司生产同样量的金属钛。在20世纪50年代初期，美国政府采取了奖励政策，许…     

钛——走向21世纪的稀有巨人

一、钛及钛合金的性质 钛是一种银白色金属,元素符号为Ti。早在1791年,一位名叫威廉·格里戈(WilliaimGregor)的英国牧师兼矿物学家在钛铁矿分离出的化合物中发现了一种当时叫做"menaccin”(从钛铁矿的英文名称menaccanite演化而来)的元素,这个元素于4年后又被M·克拉普罗兹(MartinKlaproth)在金红石中发现,最后把大地女神盖亚之子力大无比的泰坦(Titan)神的名字给了这个新元素,这就是钛。格、克两位大师得到的只是白色晶状粉末二氧化钛,在此后的百余年里,化学家们进行了异常艰苦的工作,但所有试图离析出金属钛的尝试都失败了。直到1910年美国人亨特(M.A.Hunter)用钠还原TiCl4得到较纯的金属钛,这才扬起了钛冶金的风帆。1940年,卢森堡冶金学家克劳尔(W.J.Kroll)用镁还原四氯化钛制取海绵钛获得成功,导致了1948年钛冶金走上了工业化的进程。     

钛--走向21世纪的稀有巨人

一、钛及钛合金的性质 钛是一种银白色金属,元素符号为Ti.早在1791年,一位名叫威廉·格里戈(WilliaimGregor)的英国牧师兼矿物学家在钛铁矿分离出的化合物中发现了一种当时叫做"menaccin"(从钛铁矿的英文名称menaccanite演化而来)的元素,这个元素于4年后又被M·克拉普罗兹(MartinKlaproth)在金红石中发现,最后把大地女神盖亚之子力大无比的泰坦(Titan)神的名字给了这个新元素,这就是钛.格、克两位大师得到的只是白色晶状粉末二氧化钛,在此后的百余年里,化学家们进行了异常艰苦的工作,但所有试图离析出金属钛的尝试都失败了.直到1910年美国人亨特(M.A.Hunter)用钠还原TiCl4得到较纯的金属钛,这才扬起了钛冶金的风帆.1940年,卢森堡冶金学家克劳尔(W.J.Kroll)用镁还原四氯化钛制取海绵钛获得成功,导致了1948年钛冶金走上了工业化的进程.     

钛能赶超铝吗

金属铝早在 185 4年就开始工业化生产 ,用于拿破仑三世骑兵队的盾 ,到 19世纪末 ,由于电解法的实用化 ,使廉价生产铝成为可能 ,逐步扩大到民需日用品。而钛在 1914年用亨特法制取了金属钛 ,到 2 0世纪中期 ,由于克劳尔法才确立了批量生产的技术 ,但与铝相比其制造成本高 ,主要是军用、飞机等特殊用途 ,尚未走出稀有金属这一范畴。钛的天然矿石与铝一样 ,以氧化物为主体成分 ,含有大量的铁。钛和铝的矿石特性如表 1。表 1　钛矿和铝矿的特性金属矿石化学分析值一例　wt %TiO2 Al2 O3 FeOFe2 O3 SiO2 其　它备　注贮　量钛 钛铁矿 54 57…     

世界钛生产技术与钛用途开发新动向

海绵钛生产技术仍采用克劳尔法和亨特法的基本工艺流程，但正在开发电解法新技术；钛以真空电弧熔炼，今后将开始电子束，等离子束熔炼技术，用以促使钛批量生产大型化，降低成本。节省能耗；开发复杂开头的钛铸造技术，并使铸件表面的光洁度不亚于锻造材料；在金属钛的应用上，除了宇宙航空业，今后将重点用于普通工业和日用轻工业；着重开发耐高温，抗腐蚀，高韧性高强度的钛合金。钛的发展前景十分广阔。     

日本钛研究50年回顾

自１９４９年神户制钢所与京都大学、大阪大学、新日本金属化学和太阳产业共同开始钛的研究以来，已有５０年的历史． 同年 １１月 ２６日，日本第１届钛研究会在神钢总部召开，这是日本真正开展钛的熔炼研究的第一次尝试．会议决定，京都大学冶金学教研室、大阪大学物理教研室和神户制钢分别承担克劳尔法、碘化法和熔盐电解法制取海绵钛的研究．１９５０年１１月８日，京都大学成功地制出了２００ｇ的海绵钛．将这些海绵钛研碎后，压制烧结成方棒，锻造和轧制成钛棒和钛板．１９５１年，神户制钢开始制造克劳尔法海绵钛装置，进行工业化生…     

我国的钠还原制钛工艺

世界工业生产海绵的方法有镁还原法(克劳尔法)和钠还原法(亨特法)两种。目前国内钛工业生产中仅存镁还原法一种;而70年代,我国也曾是两种方法并存。我国对钠还原法生产海绵钛工艺的研究始于60年代末期,首先在北京有色金属研究总院做小型试验,70年代开始形成工业化生产能     

日本钛协会报告会概要

2002年2月14日日本钛协会在神田学士会馆召开了学术报告会，141个单位的约200多人参加了会议。报告会分三个部分，第一部分是总报告，第二部分是研讨性报告，第三部分是交流报告。现将第二部分报告概述如下。 钛的新冶炼方法 资源很丰富的钛不能普及的主要原因是其制造成本高。钛的冶炼用克劳尔法，其生产工艺复杂，一个还原流程约需10天，且要用气密性好的反应装置，设备费用高。 最近英国剑桥大学研究了氧化物的直接电解法(FFC)，即把原料TiO2烧结成电极形状，作阴极，浸入熔融CaCl2中，电解直接生产金属钛。今后尚需解决的课题是把钛…     

不同品位高钛渣对沸腾氯化工艺的影响

分别以94％品位高钛渣和90％品位高钛渣为原料，采用沸腾氯化工艺制备粗TiCl4，分析了两种品位高钛渣对沸腾氯化工艺的影响。结果表明：94％品位高钛渣由于其活性低而对沸腾氯化工艺的影响较大。     

钛站点介绍

尽管钛的资源丰富，但钛的应用仍很局限，产量也仅数万吨．主要原因是目前钛的生产工艺首先要把矿石变成高纯ＴｉＣｌ４，然后还原成钛，耗能大，不能连续生产，因此，其生产成本高．目前单位质量的生产成本是铁的２０倍～４０倍，铝和钢的５倍～１０倍． 为了开发钛的生产新工艺，对现行的钛还原工艺进行了研究，以探索开发新的还原工艺． 现在钛的生产工艺为克劳尔法，金属镁与ＴｉＣｌ４在１１００Ｋ温度下接触，生成的钛以海绵状在金属反应容器壁析出．这种方法生产不能连续化；一炉的还原工序约需１８０ｈ，加上还原前后的处理时间，任…     

第三金属钛

钛能否发展成为现实的第三金属，关键在于加工材的价格。钛在总成本中原料成本的比例高，因此，钛材的低成本化不可缺少的环节是海绵钛成本的降低。海绵钛成本高的一个原因是炉批生产方式，即使镁还原可连续化进行，钛的连续取出及铸锭的成分控制也是很难解决的。因此，目前仍不得不依靠现行的方法，即由TiO2经TiCl4，经镁还原制得钛。现在正在开发不经氯分离直接用钙、铝还原的几种新的精炼方法，但要实用化，仍需时间。钛要成为现实的第三金属恐怕离不开民用领域的大量需求，而目前的材料应用领域是由原本的航空、电力、化工领域培养延…     

二氧化钛熔盐直接还原

目前钛由Kroll工艺生产，即TiO2氯化成TiCl4后由镁还原为海绵钛。50年来，尽管生产设备和工序不断改进，但由于生产热回收困难、生产效率低、成本高，其低成本生产方法的研究工作一直没停止过。以人造金红石作为原料，将TiO2直接转变成金属钛，且能连续生产的高能效还原工艺是当前的研发热点。     

汽车工业用低成本钛的生产

汽车上的一些部件可以换成钛或钛合金钟,这包括进气门、排气门、气门弹簧、气门座、连杆、车轴、回气管、悬民飞轮套及各种紧固件。钛虽然能提高汽车的性能,但目前的价格太高,不可能与钢竞争．显然,只要仍用克劳尔法生产,钛就不可能作为一种有希望大量销售的汽车材料．福特汽车公司曾估计,发动机用的钛轧制品的标价为6美元／磅～9美元／磅,其它应用不超过4美元／磅,而2美元／磅才是钛与钢零部件成本中和后应有的价格、所以,钛工业必须积极寻找新的工艺来大大降低钛的成本．原料占钛产品成本的相当部分,金红石里钛的成本是0．45美…     

谈海绵钛生产的无筛板沸腾氯化与前苏联的熔盐氯化

无筛板沸腾氯化与熔盐氯化,分别是我国钛冶金工作者和前苏联钛冶金工作者利用本土原料独创的生产TiCl4的方法,是对钛冶金的巨大贡献。本文分析了两种氯化方法的优缺点,并提出,用无筛板沸腾氯化法生产的粗TiCl4质量不如熔盐氯化法,我国的无筛板沸腾氯化尚需作出重大改进。     

世界海绵钛工业的现状及对我国未来发展的思考

介绍了目前世界海绵钛工业的现状,分析了传统的克劳尔法存在着生产工艺复杂、流程长、能耗高、效率低等特点。指出随着国内外钛及钛合金粉末制备技术的发展和成熟,粉末冶金作为钛及钛合金近净成形的手段之一,必将成为降低钛及钛合金成形件成本的重要方法。建议我国新建和扩建传统克劳尔法制取海绵钛项目应谨慎,要积极跟进金属钛提取新技术,加强钛及钛合金粉末成形工艺和成形设备的研究,使我国钛的提取技术和粉末冶金成形技术能够紧跟世界先进水平。     

利用固体透氧膜提取海绵钛的新技术

对克劳尔法、电解四氯化钛法等海绵钛传统生产方法以及在熔融CaCl2中直接电解还原二氧化钛制取钛的新工艺进行了总结和分析。针对这些方法中存在的不足,提出了一种利用固体透氧膜技术直接从含钛氧化物矿制备海绵钛的连续、低成本、无污染的绿色冶金新工艺。     

高纯钛的应用及其生产方法

详细介绍了高纯钛的应用现状,并对高纯钛的主要生产方法——克劳尔法、碘化法、熔盐电解法、电子束熔炼精炼法等进行了综述,指出只有几种方法结合才能获得纯度要求非常高的高纯钛;研发新的制备方法,克服传统制备工艺的复杂性,提高生产效率,降低生产成本,是高纯钛制备研究的发展方向。