几年世界海绵钛产量详见表2-3。
世界海绵钛生产厂家及其生产能力
表2-2 序 号 1 2 3 4 5 6 国 家 美国 日本 俄罗斯 哈萨克斯坦 乌克兰 中国 生 产 厂 钛金属公司、俄勒冈钛公司 住友钛公司、东邦钛公司 阿维斯玛 乌斯季卡缅诺、戈尔斯克 扎波罗日 遵义钛厂、(抚顺钛厂) 近几年世界海绵钛产量
表2-3(万吨)
年份 美国 日本 独联体 中国 合计 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2.30 2.80 3.20 3.92 2.00 1.20 2.40 1.67 1.41 0.17 5.55 2.11 1.95 0.21 7.07 2.45 1.73 0.23 7.61 2.40 2.00 0.23 8.55 2.00 3.00 0.18 7.18 1.95 1.90 0.19 5.24 1.20 2.40 0.25 6.25 合计 比例% 17.82 37.6 13.78 14.39 1.46 47.45 29.0 30.3 3.1 100 生产能力(吨/年) 14500、(6800)关闭 18000、(10800) 2600 2200 6000 5000、(1500) 110600 美国是钛材最大生产国和消费国占世界50%以上,美国钛产品装货量与进口量的分类统计见表2-4。
美国钛产品装货量与进口量的分类统计表 表2-4(吨)
装货量:紧固件、丝、 挤压材、板、带、箔、管
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1997 12500 1998 12600 1999 8270 2000 7750 2001 7770 锻件及挤压坯 棒材 总计 进口量:铸锭 坯料 大型扁坯板、棒 粉末 其他 总计 合计 13500 3850 29800 5189 220 57 224 96 5806 35606 11200 3700 27500 2228 10 49 146 215 2648 30148 10100 3240 21600 1110 270 9 224 1 1614 23214 12500 3350 23600 1425 114 5 250 18 1812 25412 10900 4410 23600 2133 226 38 159 485 3041 26641
美国钛金属主要在“天上”,而日本主要用在“地上”,民用领域应用开发最早。从表2-5清楚看出日本钛材应用领域。
日本钛材应用领域分类表 应用领域 化工 电力 海水淡化 电解
钛材消费量(吨) 2001 630 779 26 596 7
2002 491 886 0 675 2003(预测) 490 600 50 660 板式换热器 飞机 零售业 海洋能源 建筑 汽车 日用品 体育休闲 医疗 其他 出口 总计
824 554 1326 153 73 491 933 412 17 476 7128 14434 1033 447 1135 194 43 571 808 527 30 416 7225 14481 1000 450 1200 200 50 500 800 500 50 450 7000 14000 总之,随着科学技术的进步及经济发展,钛生产成本的降低,钛的新用途将会越来越多,钛金属生产及消费量也将随之大幅增加,据日本钛业协会预测,未来全球钛材需求量应为不锈钢需求量的3%
即40万吨。
第三章 建设规模及内容
3.1 建设规模
年产5000吨四氯化钛工程 3.2 建设内容
本项目建设内容主要包括四氯化钛的制备(氯化)及精制两大工段。
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(1)四氯化钛的制备工段包括:原料粉磨、氯化、分离、冷凝等主要工序。
(2)四氯化钛的精制工段包括:除钒、蒸馏、蒸发、尾气的分离与净化等主要工序。
3.3产品质量标准
四氯化钛大于99.9% 四氯化硅小于0.01% 钒小于0.0007% 铁小于0.002% 比色度 5毫克K2Cr2O7/L
第四章 工艺技术方案
4.1 工艺技术方案的选择
目前,世界上制取四氯化钛的工业生产方法主要有流态氯化法、熔盐氯化和竖炉氯化三种氯化方法。
流态氯化工业化生产是采用细颗粒富钛物料与固定碳质还原剂,在高温、氯气流作用下呈流态化状态,同时进行氯化反应制取四氯化钛的方法。该法具有加速气-固相间传质和传热过程、强化生产的特点。
融盐氯化是将磨细的钛渣或金红石和石油焦悬浮在熔盐(主要由Kcl、Nacl、Mgcl2和Cacl2组成)介质中,通入氯气氯化制取四氯化钛的方法。
竖炉氯化是将被氯化的钛渣(或金红石)和石油细磨,加粘结剂混匀制团并经焦化,制成的团块料堆放在竖氯化炉中,呈固定层状态与氯气作用制取四氯化钛的方法,又称固定层氯化或团料氯化。
综上所述,本项目拟采用先进的氯化法生产工艺生产高质量的四氯化钛产品。
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4.2 工艺流程简述 4.2.1氯化工段
主要设备是沸腾氯化炉,通常用钢制成,衬有耐火材料并罩有外部水冷套。金红石矿或高钛渣等富钛料经粉磨后,与一定比例的石油焦从沸腾层上方加入沸腾炉,经汽化的氯气从炉底加入,氯化反应在925-1010℃温度下连续进行,TiO2及铁、硅、矾、钙、镁及其他金属的氧化物被转化成相应的氯化物,随气体离开氯化炉。反应气体先经旋风分离器将没反应的固体粉尘和不挥发的氯化物从反应气体中分离出来,随后进行逐级冷却冷凝,先分离出亚铁的氯化物,再分离中沸点的氯化物三氯化铁,然后用冷四氯化钛喷淋等办法冷凝收集低沸点的氯化物四氯化钛(内含四氯化硅和三氯氧矾等),经过滤除泥浆,得到粗制四氯化钛。
高温下的氯气和四氯化钛极具腐蚀性,所以氯化炉即便是采用优质耐火材料,其使用寿命也是相对有限的。氯化最初反应的热量来自于电加热,采用碳电阻块,但一旦开始后,氯化反应将放出足够的热量,无需进一步外部加热。事实上,为了控制氯化温度,加入氯化炉的石油焦和钛原料的量必须精确。如果氯化炉的温度太低,原料中的TiO2转化成TiCl4将不充分,而且未反应的氯气将通过氯化炉排出。如果温度太高,氯化炉的材料将融化,氯化炉将被“堵塞”。石油焦中碳的主要目的是将钛原料脱氧,使所含金属氯化。只有在存在还原剂的条件下,才能氯化TiO2。
4.2.2精制工段
粗四氯化钛经蒸馏除去三氯化铁、四氯化硅等低沸点杂质,再经铜丝气相除矾,将铜丝卷成铜丝球装入除矾塔, 气相四氯化钛(136-140度)连续通过除矾塔与铜丝球接触,使矾杂质沉淀在铜丝表面上,当铜表面失效后,从塔中取出铜丝球,用水洗的方法将铜表
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