海绵钛生产发展现状

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1、攀钢技术·11·海绵钛生产发展现状沈小小（攀钢集团研究院有限公司）摘要：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，并分析比较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工艺Kroll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FFC新工艺的研究投入，在大规模应用时机未到来之前抢占先机。关键词：海绵钛；Kroll法；FFC法；生产工艺攀钢技术·13·0引言钛是一种性能非常优越的金属，它具有比重轻、比强度高、耐腐蚀性好等特点，是很好的结构材料和功能材料，在国防、化工、冶金、医疗、农业生产等行业得到了广泛的应用

2、[1]。钛在地壳中的含量为0.61%，在结构金属中居第4位，仅次于铝、铁、镁。在2l世纪，随着人们对钛优良性能的认识加深，钛的应用范围越来越广，用量也会越来越大[2]。迄今为止已发明的钛的冶金工艺和技术比较复杂，生产成本高，导致钛及其产品价格过高，应用范围受到很大的限制。因此钛提取冶金技术和工艺的研究，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→海绵钛→钛材/钛合金”的工艺流程，显然，海绵钛生产工艺的优劣直接影响着最终钛的应用[3]。所以，世界各国一直在致力于海绵钛生产工艺的探索，力争缩短流程，降低成本。我国攀西地区拥有储量丰富的

3、钒钛磁铁矿资源，探明储量超过了100亿t，尤为突出的是攀枝花地区的钒钛磁铁矿，其钒钛资源在国内首屈一指，TiO2储量占全国90%以上。因此，研究提取海绵钛的生产工艺，对于攀钢综合利用钒钛矿资源，开发高附加值、高端的钛金属产品，把资源优势转化为产品优势、市场优势和效益优势，具有重要意义。1国内外海绵钛生产发展现状1.1国外海绵钛生产发展现状海绵钛的工业化生产于1948年从美国开始，是因军事工业的需要而诞生、伴随航空航天工业及军事工业的发展而发展起来的新兴工业，发展速度较快，世界海绵钛的产能20世纪60年代为6万t/a，70年代为11万t/a，80年代13万t/a，1992

4、年为14万t/a，现在约为22万t/a。伴随着钛生产的发展，各国根据自己的需要对钛的应用进行了广泛深入的研究，形成了各有特点的钛应用领域[4]。1）美国美国是世界最大的钛消费国之一，每年海绵钛消耗量占世界总耗量的50%以上。美国海绵钛生产远不能满足需要，除充分利用本国海绵钛以外，每年需进口大量的海绵钛和钛加工材。美国从20世纪60年代初开始，将钛的应用主要定位于航空工业，其军用飞机和民用客机均不同程度的使用了钛，航空航天用钛量一度占到美国钛需求量的70%以上。近年来，美国在保持航空市场用钛量较高水平的情况下，也调整了在其他行业，比如汽车用钛、海洋开发用钛等方面的应用比例

5、，这必将导致美国钛需求量的大幅度增长。美国目前有两个海绵钛生产企业[5-6]，Timet公司和ATI公司，其海绵钛产能分别为1.2万t/a和1万t/a。生产技术现状：美国的海绵钛生产从氯化开始，氯化所用的富钛料外购，采用自主开发的流态化沸腾氯化技术制取粗四氯化钛，然后用矿物油除钒净化，采用从日本引进的镁还原海绵钛生产技术生产海绵钛，产品总体质量低于日本和独联体国家。美国海绵钛生产过去由于过分依赖进口廉价海绵钛，技术改造投入不足，在90年代初其部分生产工艺仍比较落后。90年代中后期，美国海绵钛生产企业开始进行一系列的技术改造，主要采用了与日本合作的方式改造工艺。Timet

6、公司在1992年关闭了较老的采用镁还原—酸浸法的工厂，1992～1995年与日本东邦钛公司合作，使用镁还原—真空蒸馏法攀钢技术·13·工艺。最近Timet公司又与日本合作设计了新的生产线，采用倒“U”型10t/炉联合炉。0remet—WahChang的前身Oremet也曾与日本当时的昭和钛公司合作，研制出镁还原—氦气循环扫除法，采用卧式反应器并用于生产。该厂于2001年退出海绵钛生产。目前，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，沸腾氯化炉日产能达150t，还蒸联合炉产能达7～10t，整体生产过程实现了计算机控制。2）日本日本的

7、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、体育用品等各个行业。据统计，近年日本国内各行业年消耗的钛已占其产出量的45%～50%。此外，军工用钛也是其主要用钛行业之一。日本现有两大海绵钛生产企业，分别是现有产能3.2万t/a的大阪钛业（原住友钛）和产能1.6万t/a的东邦钛业。东邦钛业计划投资30亿日元在日本西部建立产能1.2万t/a的海绵钛加工厂[7-8]。据悉，新工厂将建于九州的八幡，竣工后将使东邦海绵钛的产能