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1、我国海绵钛生产现状和发展前景邓国珠（北京有色金属研究总院）1、生产状况我院1954年开始研究金属钛的制造技术，1958年开始建立小规模生产装置。上世纪60年代和70年代初，在抚顺、上海、遵义、宝鸡和沈阳建立海绵钛和钛材加工工厂，形成了从矿石、海绵钛、钛材、设备和工业应用的完整的金属钛生产和应用体系。至今，世界上只有美国、俄罗斯、日本和中国具有这样的钛生产和应用体系。但是，由于经济发展水平和钛需求市场的影响，我国金属钛生产的发展速度是缓慢的，到1985年海绵钛年产量才突破千吨。从1985年至2003年的近二十年间，海绵钛年产量一直在1000吨至3000吨间徘徊。近几年的发展
2、速度才加快，2004年产量达到4,800吨，2005年9,500吨，2006年达到18,000吨。按年产量，居世界第四（表1）。到2006年，我国才有了年产万吨级规模的海绵钛工厂。与此同时，钛材和应用也达到了相应的规模。表1近年来各国海绵钛产量（t/a）国别中国日本美国俄罗斯哈萨克斯坦乌克兰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在最近几年间我国掀起了海绵钛投资“热”，据不完全统
3、计，全国有近三、四十家大小企业介入投资海绵钛。其中，有三家年产5000t规模的工厂已初步建成和部分投产，还有一些年产小于5000t规模的工厂也已在建或已投产。从去年开始，发展到一个新阶段，出现一批国有大型企业公司投资建设大型化海绵钛工厂，目前有的已进入设计阶段。今年我国海绵钛产量预计达到30,000吨。其中，只有大约一半是工艺和设备较配套的产能，另一半则是不配套的产能。不配套的产能，主要是在2005～2006年间海绵钛价格上涨，在暴利的刺激下建立起来的小生产线。这些生产线，大部分只有还原—真空蒸馏系统，靠外购四氯化钛和金属镁生产海绵钛，副产的氯化镁外销，不能实现氯和镁在生
4、产中的循环使用，面临着成本高和环境压力，与国外的大型化工厂比较，缺乏竞争力。2、技术状况我国海绵钛生产技术，依靠国内力量不断实现进步。现在主要工序都已采用了国际主流技术（表2），如沸腾氯化技术、浮阀塔精馏技术、还原-蒸馏联合法技术、还原-蒸馏过程计算机控制技术和无隔板槽电解镁技术等。主要设备也已基本上实行了大型化，如直径2.6m沸腾氯化炉、8t倒U型还原-蒸馏联合炉和110KA无隔板镁电解槽。12表2国内外海绵钛生产技术比较国别中国日本美国俄罗斯哈萨克斯坦乌克兰原料92%高钛渣95%金红石95%金红石87%高钛渣87%高钛渣87%高钛渣氯化φ1.2～2.6m沸腾氯化炉φ1
5、.9～3m沸腾氯化炉φ3m沸腾氯化炉φ5m熔盐氯化炉φ5m熔盐氯化炉φ5m熔盐氯化炉精制铜丝除钒-浮阀塔精馏矿物油除钒-浮阀塔精馏矿物油除钒-浮阀塔精馏铝粉除钒-泡罩塔精馏铝粉除钒-泡罩塔精馏铝粉除钒-泡罩塔精馏还原-蒸馏5～8t倒U型联合炉，3～4tI型半联合炉5～10t倒U型联合炉8～10t倒U型联合炉4～5tI型半联合炉4～5tI型半联合炉4tI型半联合炉镁电解110KA无隔板电解槽无极性电解槽无隔板电解槽150～170KA无隔板电解槽150～170KA无隔板电解槽150～170KA无隔板电解槽我国钛资源以钛铁矿为主，且主要是含钙镁杂质较高的低品位钛铁矿，所以生产海
6、绵钛主要是以含钙镁氧化物2.5%左右的高钛渣（TiO2相当量≧92%）为原料，沸腾氯化大多采用无筛板沸腾氯化炉。粗四氯化钛的精制，目前以铜丝除钒为主，并已有工厂使用矿物油除钒；四氯化钛的精馏提纯，早就使用了高效的浮阀精馏塔。镁还原-真空蒸馏制造海绵钛，已全部采用联合法，目前有5t、8t倒“U”12型联合法和3t、4t“I”型半联合法两种。海绵钛的破碎，已采用剪切式破碎机，避免了产品在破碎过程中的氧化现象。电解氯化镁制造金属镁，已采用了大型无隔板电解槽，但技术经济指标较差，需进一步进行技术改进。但与国外先进水平比较，还存在较大差距，主要表现在技术经济指标、三废治理、设备配套
7、水平和自动控制等方面。3、海绵钛质量国外用户最关心是中国海绵钛的质量。中国海绵钛是采用国外相同的方法、相同的原料、相同的工艺和相同的设备生产的，即采用镁还原-真空蒸馏方法生产的：TiCl4（l）＋Mg（l）＝Ti（s）＋MgCl2（l）钛铁矿（TiO250～60%）经过电炉熔炼制造出高钛渣，高钛渣经沸腾氯化制造四氯化钛，粗四氯化钛经精制提纯获得无色透明的精四氯化钛（纯度≧99.95%）作为镁还原的原料。镁还原产生的MgCl2经熔盐电解获得粗镁，粗镁经过精炼提纯制得精镁（纯度≧99.92%）返回镁还原使用。过程中需补充的外购来的
