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1 概述1

1.1 钛冶金工业的发展和展望1

1.1.1 钛工业发展史1

1.1.2 钛冶金的发展方向3

1.2 海绵钛工业生产方法7

1.2.1 制取钛的各种途径7

1.2.2 镁还原法8

1.2.3 钠还原法12

1.2.4 镁还原法和钠还原法的比较14

1.2.5 提高企业竞争力的措施15

2 制备四氯化钛17

2.1 氯化反应热力学17

2.1.1 氯化冶金17

2.1.2 加碳氯化反应18

2.1.3 气相平衡组成和配碳比22

2.1.4 反应热效应24

2.2 流态化氯化动力学26

2.2.1 流态化26

2.2.2 流态化氯化中物料和流体的特性34

2.2.3 建立良好流态化状态的条件36

2.2.4 加碳氯化动力学38

2.3 流态化氯化设备44

2.3.1 流态化氯化工艺流程44

2.3.2 流态化氯化炉46

2.3.3 炉气后处理设备55

2.3.4 原料准备设备61

2.3.5 与日本设备相比较62

2.3.6 改进设备和工艺64

2.4 流态化氯化工艺65

2.4.1 氯气及其准备65

2.4.2 混合物料的准备68

2.4.3 氯化炉的操作70

2.4.4 流化质量判断和异常现象73

2.4.5 氯化技术经济指标74

2.5 攀矿钛渣的氯化工业实验75

2.5.1 高温沸腾氯化法77

2.5.2 无筛板流态化炉的流化氯化78

2.5.3 熔盐氯化工艺82

2.5.4 竖炉氯化86

2.5.5 碳氮氧化钛低温流化氯化87

2.5.6 钛铁矿的直接流化氯化91

2.5.7 各种氯化工艺比较94

3 精制四氯化钛96

3.1 粗四氯化钛的成分和性质96

3.1.1 杂质的分类和性质96

3.1.2 杂质在TiCl4中的溶解度101

3.1.3 组元之间的分离系数105

3.2 精制原理106

3.2.1 物理法除高沸点和低沸点杂质107

3.2.2 化学法除钒杂质110

3.3 铜除钒时精制工艺流程和设备117

3.3.1 工艺流程117

3.3.2 蒸馏设备118

3.3.3 精馏浮阀塔120

3.3.4 工艺条件的选择128

3.3.5 异常现象及处理131

3.3.6 四氯化钛的储藏和运输131

3.3.7 纯四氯化钛的质量规格132

3.4 铝粉除钒时精制工艺流程和设备133

3.4.1 概况133

3.4.2 精制设备135

3.4.3 精制工艺136

3.4.4 安全操作137

3.5 含钒泥浆回收钒和“三废”处理138

3.5.1 含钒泥浆138

3.5.2 回收钒技术138

3.5.3 “三废”处理139

4 镁还原制备海绵钛140

4.1 镁还原反应原理140

4.1.1 镁还原热力学140

4.1.2 非均相成核和组分性质142

4.1.3 还原机理144

4.1.4 还原过程相态副反应149

4.1.5 还原动力学150

4.2 真空蒸馏原理155

4.2.1 真空蒸馏过程和原理155

4.2.2 真空蒸馏动力学160

4.3 镁的制备164

4.3.1 镁的性质164

4.3.2 电解法制取金属镁167

4.3.3 镁的精制175

4.3.4 液镁输送176

4.4 镁还原设备177

4.4.1 工艺流程177

4.4.2 还原—蒸馏设备179

4.4.3 真空设备187

4.4.4 成品处理设备188

4.4.5 设备大型化效应194

4.5 镁还原工艺199

4.5.1 设备和原料的准备199

4.5.2 镁还原工艺条件的选择199

4.5.3 真空蒸馏工艺条件的选择201

4.5.4 产品处理204

4.5.5 异常现象和处理204

4.6 产品质量205

4.6.1 产品质量分析205

4.6.2 产品质量现状212

4.6.3 技术经济指标213

4.6.4 海绵钛产品的质量标准214

5 高纯钛217

5.1 高纯钛217

5.1.1 高纯钛及其特性217

5.1.2 高纯钛的应用218

5.1.3 高纯钛制取可能的途径218

5.1.4 钛提纯的实践220

5.1.5 高纯钛生产工艺224

5.2 制备高纯海绵钛225

5.2.1 制取高纯TiCl4226

5.2.2 制备高纯镁228

5.2.3 使用高纯氩229

5.2.4 还原制取高纯海绵钛229

5.3 碘化物热分解提纯钛231

5.3.1 基本原理231

5.3.2 主要设备235

5.3.3 操作过程237

5.3.4 技术经济指标的控制238

5.3.5 碘化法改进工艺239

5.4 高纯钛熔炼和加工241

5.4.1 高纯钛铸锭242

5.4.2 高纯钛材加工242

6 钠还原法制备海绵钛和钛粉243

6.1 钠还原反应的理论基础243

6.1.1 还原热力学243

6.1.2 还原过程和动力学248

6.2 水洗浸出和真空干燥的理论基础255

6.2.1 水洗浸出的基本原理和动力学255

6.2.2 真空干燥的基本原理和动力学260

6.3 钠的准备261

6.3.1 钠的性质261

6.3.2 钠的制取265

6.3.3 钠的精制269

6.3.4 液钠的处理技术271

6.4 钠还原工艺流程和主要设备273

6.4.1 钠还原工艺流程273

6.4.2 钠还原主要设备275

6.4.3 还原产物处理设备277

6.5 钠还原工艺及产品质量分析279

6.5.1 对设备组装的要求279

6.5.2 一段钠还原工艺条件的选择279

6.5.3 还原产物处理的工艺条件282

6.5.4 异常现象及处理284

6.5.5 海绵钛中杂质分布规律和影响因素284

6.6 钠还原法工艺制取钛粉287

6.6.1 钠还原法海绵钛质量287

6.6.2 一段法生产钛粉288

6.6.3 钛的粉末冶金工艺和特点290

6.6.4 钠还原法钛粉的竞争力291

6.6.5 钠还原法生产钛合金粉293

6.6.6 连续化制造钛及钛合金粉294

6.6.7 关于我国建立钠还原法钛粉生产线的建议296

参考文献297