海绵钛生产技术现状及发展趋势.pdf

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资源描述
第33卷第6期
四川治金
2011年12月
Sichuan Metallurgy
文章编号:1001-5108(2011)06-0001-06
海绵钛生产技术现状及发展趋势
沈小小
攀钢集团攀枝花钢铁研究院,四川攀枝花617000)
摘要】本文介绍了海绵钛生产的重要意义和国外主要海绵钛生产企业的海绵钛生产技术现状,并分析比
較了几种主要制备方法各自的特点和发展趋势。建议大力开展海绵钛现有生产エ艺Kol法的改进研究,引进并
消化国外先进的海绵钛生产技术,同时加大新生产エ艺的研究投入,在大规模应用时机未到来之前抢占先杌。
关键词】海绵钛二氧化钛生产技术趋势
【中图分类号】TF823【文献标识码】B
PRODUCTION PROCESSES AND THE DEVELOPMENT
TREND OF TITANUM SPONGE
Shen Xiaoxiao
Pangang Group, Panzhihua Iron&Steel Research Institute, Panzhihua, Sichuan 617000, China)
I Abstract This paper introduces the significance of titanium sponge production and production proces
ses of large-scale corporations currently overseas; Analyses the characteristics and the development trend
of these methods. Suggests researching on the Kroll process and increasing devotion in novel processes
I Key words] titanium sponge, titanium dioxide, production technology, trend
前言
研究,特别是低成本提取工艺的研究已经受到越来
越广泛的关注。目前,工业生产上仍沿用“钛矿物
钛是一种性能非常优越的金属,它具有比重轻、→海绵钛→钛材/铁合金”的工艺流程,显然,海绵
比强度高、耐腐蚀性好等特点,是很好的结构材料和钛生产工艺的优劣直接影响着最终钛的应用到。
功能材料,在国防、化工、治金、医疗、农业生产等行所以,世界各国一直在致力于海绵钛生产工艺的探
业得到了广泛的应用。钛在地壳中的含量为0.索,力争缩短流程,降低成本。我国攀西地区拥有储
61%,在结构金属中居第4位,仅次于铝、铁、镁。在量丰富的钒钛磁铁矿资源,探明储量超过了100亿
2l世纪,随着人们对钛的优良性能的认识加深,钛吨,尤为突出的是攀枝花地区的钒钛磁铁矿,其钒钛
的应用范围越来越广,用量也会越来越大?。
资源在国内首屈一指,TiO2储量占全国90%以上。
迄今为止已发明的钛的冶金工艺和技术比较复因此,研究提取海绵钛的生产工艺,对于攀钢综合利
杂,生产成本高,导致钛及其产品价格过高,应用范用钒钛矿资源,开发高附加值、高端的钛金属产品,
围受到很大的限制。因此钛提取治金技术和工艺的把资源优势转化为产品优势、市场优势和效益优势
收稿日期:2011-11-04
作者简介:沈小小,女,工程师,主要从事治金情报信息调研工作
四川治金
第33卷
具有重要意义。
消耗量占世界总耗量的50%以上。美国海绵钛生
2世界海绵钛生产发展现状
产远不能满足需要,除充分利用本国海绵钛以外,每
年需要进口大量的海绵钛和钛加工材。美国从60
国外海绵钛生产发展现状
年代初开始,将钛的应用主要定位于航空工业,其军
海绵钛的工业化生产于1948年从美图开始,是用飞机和民用客机均不同程度的使用了钛,航空航
因军事工业的需要而诞生、伴随着航空航天工业及天用钛量一度占到美国钛需求量的70%以上。近
军事工业的发展而发展起来的新兴工业,发展速度年来,美国在保持航空市场用钛量较高水平的情况
较快,世界海绵钛的产能60年代为6万va,70年下,也调整了在其他行业,比如汽车用钛、海洋开发
代为11万レa,80年代13万レa,1992年为14万レ用钛等方面的应用比例,这必将导致美国钛需求量
a,现在约为22万レa。目前,全球海绵钛生产国分的大幅度增长。美国目前有两个海绵钛生产企
布在独联体、日本、美国和中国少数几个国家。中国业1,?, Timet公司和AT公司,其海绵钛产能分别
海绵钛生产能力位居世界第一,占全球产能的为1.2万レa和1万レa。
35%,其次是日本21%和俄罗斯17%。美国约占全
生产技术现状:美国的海绵钛生产从氯化开始,
球海绵钛产能的10.8%(见图1)。美国是海绵钛氯化所用的富态料外购,采用自主开发的流态化沸
的净进口国,200年,美国消耗的海绵钛约有60%腾氯化技术制取粗四氯化钛,然后用矿物油除钒净
是进口的,主要来源于哈萨克斯坦(53%)和日本化,采用从日本引进的镁还原海绵钛生产技术生产
(39%)。尽管中国海绵钛产能最大,但生产的海绵海编钛,产品总体质量低于日本和独联体国家。美
钛产品主要应用于一般工业,其质量达不到航空工国海绵钛生产过去由于过分依赖进口廉价海绵钛,
业要求。2004-2005年,由于中国钢铁工业消耗了技术改造投入不足,在90年代初其部分生产工艺仍
相当可观数量的钛屑和海绵钛,从而推高了钛价,弓
比较落后。90年代中后期,美国海绵钛生产企业开
发了中国新建海绵钛厂的热情。至2007年,受钢铁始进行一系列的技术改造,主要采用了与日本合作
需求稍微下降和中国海绵钛产量显著增加的双重影的方式改造工艺。Tmet公司在199年关闭了较老
响,海绵钛市场价格急剧下跳,2008年以后产量逐的采用镁还原一酸浸法的工厂,1992~1995年与日
渐减少。2009年,全球所有厂家都削减了产量,而本东邦铁公司合作,使用镁还原一真空蒸馏法工艺。
由于价格下降导致利润下滑,多数原定的扩建项目最近 Timet公司又与日本合作设计了新的生产线,
都推迟,这也是海绵钛厂家避免库存过多采取的应采用倒“U"型10v炉联合炉。 Oremet- ah Chang I的
对措施。伴随着钛生产的发展,各国根据自己的需前身 Oremet也曾与日本当时的昭和铁公司合作,研
要对钛的应用进行了广泛深人的研究,形成了各有
制出镁还原一氨气循环扫除法,采用卧式反应器并
特点的钛应用领域们。
用于生产。该厂于2001年退出海绵钛生产。目前,
俄罗斯,179%
美国海绵钛的整体生产水平已进入世界先进行列。
装备水平:美国海绵钛生产装备水平较高,沸腾
中国,35%
氯化炉日产能达150t,还蒸联合炉产能达7~10t
哈克斯坦
整体生产过程实现了计算机控制。
2)日本
乌克兰,4.5%
日本的钛工业伴随着美国军事需要而发展起
来。90年代,美国军工用钛量锐减,日本海绵钛消
日木,21%
美,10.8%
费转向国内民用市场,其开发使用的领域涉及化工、
冶金、发电、石油、海洋开发、建筑、医疗、电子、体育
图1全球海绵钛产能分布图
用品等各个行业。据统计,近年日本国内各行业年
1)美国
消耗的钛已占其产出量的45%~50%。此外,军工
美国是世界最大的
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