3. CP-A质料主要是天然金红石和人工金红石    天然金红石是挖掘金红石矿，经选矿而取得，天然金红石的产值很少，只能在有资源的当地作弥补的质料运用。    CP-A最主要的来历是人工金红石，是除掉钛铁矿晶粒中的铁而取得的一种金红石型高品位的富钛料。最典型的如加拿大QIT公司的UGS渣。    人工金红石的出产办法有电热法、复原锈蚀法、浸出法、硫酸浸出法。    各种出产办法的工艺特色见表6。[next]    三、钛质料的商场状况和开展趋势    作为氯化法质料受环保的限制近几年CP-B、CP-A开展很快。据统计2000年天然钛矿藏占质料总供应的44%，其他为人工富钛料。总供应量为457. 8万吨／年，其间可供氯化法运用的质料，钛铁矿、白钛石64. 9万吨，天然金红石39.0万吨，人工富钛料253. 4万吨，算计357. 3万吨。人工富钛料占供应总量的78％。由此可见，供氯化法运用的质料仍是非常丰富的。    现在，全球钛渣出产能力为300万吨／年以上，最大的直销商为加拿大的QIT公司。人工金红石的出产能力为100.0万吨／年；西澳大利亚艾路卡选用Becher工艺的出产能力最大为48.0万吨／年。    人工金红石的标准见表7。[next]    四、国内氯化法质料    国内电炉冶炼高钛渣的出产能力较低，一共约有40000吨／年。氯化法钛白用量为19000吨，出产海绵铁及精TiC14用高钛渣为20000吨。高钛渣冶炼电炉最大为7500kV·A,多为1800kV·A的小炉子。国内氯化法钛白和海绵钛产能的添加将会拉动高钛渣出产厂开展。    因本钱的原因硫酸法钛白厂商对酸溶性钛渣不感兴趣，致使国内没有出产酸溶性钛渣的工厂。跟着清洁出产法的施行，硫酸法用酸溶性钛渣出产会说到日程上来。    国内合适CP-A的金红石、优质高钛渣经多年的攻关和研制，尚没有构成实践出产能力，还不能为氯化法工艺规模化安稳出产供给质料。

一、氯化工艺对原料的要求    目前氯化工艺（包括海绵钛生产）从总体看有两种工艺，即沸腾床氯化和熔盐氯化。世界上各厂家多采用沸腾床氯化，仅有前苏联和中国锦州厂采用熔盐氯化工艺制取TiCl4，而且中国锦州厂已实现氯化与熔盐氯化工艺对接技术。    根据氯化工艺不同所选用的原料也不同。国外把氯化使用的原料分为以下三类。    ①CP-A原料中Ti02≥90％，多为人造金红石、天然金红石。    ②CP-B原料中Ti02≥80％，电炉冶炼的高钛渣。    ③CP-C原料中Ti02≥60%-80％，以电炉冶炼的高钛渣和高品位的钛矿为主。    熔盐氯化使用的原料较沸腾氯化用料要求低一些，特别是高钛料CaO, MgO含量可以放宽很多。    世界上氯化法工厂采用CP-A原料的较多，占工厂总数的60％，占总生产能力的54.87％；采用CP-B原料的有7个工厂，占工厂总数的29. 16％，占生产能力的31.12％；仅有杜邦公司下属的两个工厂可使用CP-C原料，生产能力达40. 5万吨／年，占氯化法总生产能力的15.5%。    2000年的氯化法生产能力统计见表1。    20世纪70年代末使用CP-A原料9个工厂的生产能力还没有使用CP-C原料的生产能力大。由于受排污的限制，在80年代CP-A工厂的生产能力得到发展；到1990年CP-A工厂运行超过CP-C工厂的生产能力；到2000年使用CP-A工厂的总生产能力占氯化法总生产能力的50％。可见氯化法工艺使用优质富钛料生产TiCI4已成为发展的趋势，同时也满足了日益严格的环保要求。现在仅有杜邦公司在墨西哥的阿尔塔米拉(12.0万吨／年）和美国密西西比州的德莱尔厂（30.0万吨／年）仍然使用CP-C原料生产。    在沸腾氯化工艺中使用的富钛矿物中，最有害的杂质CaO,Mg0含量不能过高，特别是CaO含量不能太高，否则影响氯化炉正常运行。    美国钛产品公司专利419179提出，如果钛渣氯化时CaO,MgO, Al203的含量要控制在0.5％、7.0％和5.0％以下，可以使沸腾氯化炉操作正常进行并可以避免氯化炉筛板堵塞。为防止炉壁结疤氯化炉多采用高温氯化，控制1000℃以上温度使生成的CaCl2（沸点1900℃，熔点731℃)、MgCl2（沸点1412℃，熔点714℃）以较小的颗粒被气流带出去。[next]    中国在研究无筛板沸腾氯化过程中曾使用过攀枝花矿冶炼的高钛渣，MgO+CaO含量≥12％，CaO含量≥1. 0％，基本顺利，状态稳定，反应良好，排渣顺畅，床层料中MgO+CaO含量高达30%-40%；超过了国外认为的15％的“极限浓度”。国内无筛板氯化炉排渣中控制Ca含量1.0％一1.5％，Mg含量1.5％-4.0％，可以正常运行。    某工厂沸腾床层料实际组成见表2。工艺控制范围见表3.直接用于氯化法高品位铁精矿的化学组成见表4。    从国外床层料成分可以看出Si02的氯化率很低并在床层料中得到富集，相反，CaO, MgO被氯化后带出去，在床层中控制仍然比较低（＜1.0％），以防止结料堵塞筛板的喷孔。即使在CP-C的工艺中采用高品位的Ti02含量≥60％的钛精矿，但依然要求CaO, MgO的含量非常低，其中Mg0含量≤0. 5％，CaO含量≤0. 10％。要求Mg0+Ca0含量不超过0.6％，否则在系统中也难以正常控制，影响氯化的质量。    就此看来按照国外的沸腾氯化技术要求，目前国内的最优质钛铁矿、最好高钛渣都不能满足沸腾氯化的要求。而我国目前无筛板氯化炉技术确有一定的先进性，目前Φ1200-1400mm的炉日产TiCI4只有25-40吨，因没有需求没能开发出满足钛白需要日产TiCI4 250吨以上的沸腾氯化炉。因此国内大型沸腾氯化炉尚需要攻关解决。[next]    二、氯化法原料的制备技术    氯化法钛白原料的最大特点是要求Ti02含量高，CaO, MgO含量低，特别是CaO含量要求更低。    1. CP-C原料（高品位钛精矿）的制备    CP-C原料的特点是Ti02含量）60％，CaO, MgO含量低，CaO含量＜0.10％，CaO+MgO含量≤1.2％。    钛的资源十分丰富，且分布很广，几乎遍布全世界。现已发现的钛矿物有140多种，但现阶段具有实用价值的只有少数几种，主要是金红石、钛铁矿，其次是白钛石、镁钛矿和红钛铁矿。    钛矿中理论分子式为FeTi03,其中Ti02的理论含量为52. 63％。因形成的条件各异而含有杂质（如Cr, Al, Mg等），可以用通式表示，即m[(Fe·Mg·Mn)·Ti02］·n[(Fe·Cr·A1）203〕。    具有开采价值的钛矿床可分为岩矿和砂矿两大类。岩矿床又可分为两类，即岩浆分化形成的块状矿和碱性岩石中的金红石矿。    钛原料开采和处理作业示意如图1所示。     钛矿含钛铁矿达到15kg/m3的就具有开采价值。    尽管经过严格的选矿，但是能达到CP-C使用钛铁矿的还是不多的。由于氯化技术的限制和环保要求废物排放量减少的要求，因此使得使用CP-C的原料工厂在减少，都在向CP-B、CP-A方向发展。[next]    2. CP-B原料的制备    氯化法使用的CP-B原料主要是电炉冶炼的高钛渣。    生产原理：钛铁矿与还原剂石油焦或褐煤，加入一定量的黏结剂如沥青、造纸业的纸浆进行混配料，在电炉中温度达到1650-1700℃时进行熔炼，使以铁为主能被碳还原的金属还原生成合金在熔融物下层，上层则是熔融的Ti02。定期放出到炉外渣包中，冷却后将它们分开，上层的钛渣进行破碎精整，选出铁珠，就得到被称为高钛渣的富钛料。    冶炼高钛渣的钛铁矿，除要求Ti02含量要高之外，尚要求含铁高，电炉熔炼后才能得到含Ti02高的富钛料。    国外钛渣冶炼厂生产的钛渣，不追求过度还原生成低价钛化合物，提高Ti02含量，而是基本使铁完全还原析出即可，节电高产。因此，这样产品中Ti02含量正常在70%-80％之间，例如，南非RBM渣是Ti02含量比较高的高钛渣。氯化法原料化学成分见表5。

尽管钛铁精矿能够直接用于出产钛，可是其TiO2档次低，铁和其他杂质多，产品质量无保证，三废量大，对环境污染严峻。跟着环保要求日趋严厉，不管氯化法仍是硫酸法的钛白出产，对钛质料的要求，都趋于高档次化。将钛铁矿进行富集处理制成钛渣，就能更多地将杂质从矿中别离出去，然后取得TiO2档次较高的富钛料，再将其用于钛出产，就能进步产品的质量和削减三废对环境的污染。     用钛铁和还原剂，在一种既不同于矿热炉，也不同于电弧炉的特殊电炉中，加热到1600~1800℃，进行高温溶炼，使钛铁矿中铁的氧化物被还原为金属铁，以铁水流出成为生铁而别离除掉大部分铁；钛铁矿中的钛，即进入熔炼渣中而成为钛渣。钛铁矿还原熔炼电弧暗示和敞口电炉出产高钛渣工艺准则流程别离如图1和图2所示。         电炉熔炼制钛渣的优点如下:①工艺流程短；②副产品铁水经脱硫、脱氧后，其含铁量达98.5%，可供出产可锻铸铁或粉末冶金用铁粉；③不发生固体和液体废料，三废少；④电炉煤气可回收使用；⑤工厂占地面积小，是一种高效的制取富钛料的办法以。     国外一般将TiO2含量＞70%的熔炼称为钛渣。钛渣有高钛渣和低钛渣之分。一般将TiO2含量＜80%的钛渣称为低钛渣，低钛渣易于被硫酸所溶解而称为酸溶性钛渣。酸溶性钛渣的基本要求如下:①具有杰出的酸溶性，一般酸解率≥94%；②要有适量的助溶剂FeO和MgO，以使钛渣具有杰出的酸解反响功能；③贱价钛含量要操控适量；④出产钛的有害杂质(特别是硫、磷、铬、钒)含量不能超支。而将TiO2含量≥90%的钛渣称为高钛渣，简称UGS.     我国高钛渣质量标准见下表。                                                      我国高钛渣质量标准(ZBH31001-87)等第化学组成(质量分数)/%ΣTiO2ΣFeCaO+MgOMnO2一级品 二级品 三级品≥94.0≤3.0≤1.0≤4.5≥92.0≤4.0≤1.5≤4.5≥80≤5.0≤11≤4.5     因为高钛渣杂质少，在氯化时发生的废副产品少，多用于氯化法钛白出产。只需酸溶性好，不管低钛渣和高钛渣，都能够用于硫酸法钛白出产。

当时，我国钛工业伴跟着国际钛工业的添加，出现快速开展的气势。跟着需求的扩展，钛加工产能不断进步，2004年国内钛锭出产能力已到达约25000吨，可是，在这种高添加的气势下，海绵钛却成为限制钛加工的瓶颈。2004年我国出产的海绵钛仅为5000吨，远远不能满意需求，讨论我国海绵钛冶炼技能的开展，建造万吨级海绵钛出产基地是十分必要的。     国内海绵钛出产技能及改善研讨方向讨论     我国海绵钛出产，依托国内力气逐步完结技能进步，从固定床氯化到欢腾氯化，从填料塔精馏到浮阀塔精馏，从复原蒸馏别离到复原蒸馏联合，镁电解从有隔板到大型无隔板，以及完结了镁氯的闭路循环等。出产规划从百吨级到千吨级，直至到达5000吨经济规划。     但与国外先进水平比较，还存在较大距离。首要表现在技能经济指标、"三废"办理、设备配套水平缓自动操控等方面。     要把工厂规划扩展到万吨级，完结"清洁、文明、无公害化"的现代化出产，需求针对现在存在的问题，对现有工艺技能和设备进行改善研讨，首要研讨方向和课题可归纳如下。     1.高档次富钛料的制作技能西方国家运用高档次天然金红石和人工金红石为质料出产海绵钛。我国缺少高档次的天然金红石资源和没有高档次人工金红石的出产，出产海绵钛是以含TiO2适当量92％左右的高钛渣为质料。高钛渣是选用小型敞口电炉出产的，工厂规划小，技能和设备也很落后，因为要运用沥青为粘结剂，环境污染严峻。严厉来讲，这些高钛渣小厂是归于国家方针该陶汰的高能耗高污染的小电炉。     出产含TiO292％的高钛渣的技能改善适当困难，国外也没有相关的技能。国外的大型密闭电炉只能出产含TiO285％左右的钛渣。独联体国家的半密闭式电炉也只能出产90％左右的钛渣，并且有必要以优质钛铁矿为质料，假如以我国的钛铁矿为质料只能出产85～87％的钛渣。     与96％的天然金红石（杂质4％）和92～94％的人工金红石（杂质6～8％）比较，92％的高钛渣（杂质11％）已是一种"粗粮"。所以，工厂不期望运用档次比92％高钛渣更低的质料。     大型海绵钛冶炼厂期望运用高档次富钛料，处理高档次质料问题可供挑选的途径有：     1）建造大型化高档次富钛料工厂：     因为我国钛资源首要是低档次钛铁矿的特色，决议了需求选用除杂质能力强的富钛料工艺，才干取得高档次的富钛料。其间，浸出法制作人工金红石工艺道路，除杂质能力强，可将含高钙镁的低档次钛精矿加工成含TiO292～94％的高档次人工金红石，相关的技能研讨已挨近老练，可完结循环运用，弥补的可由氯化副产的供给。     2）进口高档次人工金红石：澳大利亚有十分丰厚的优质钛铁矿，选用复原锈蚀法制作的人工金红石TiO2含量达92～94％，已建成的工厂年产能力达80多万吨。     因此，能够考虑从澳大利亚进口这种人工金红石，它的粒度十分契合欢腾氯化的要求，一起还含有必定的贱价钛。     2.欢腾氯化炉的大型化技能的进一步研讨 [next]    我国海绵钛出产大型化过程中，遇到的最大困难是的制作技能，包含氯化和精制两个工序；与国外先进水平距离最大的，也是的制作技能；所以，往后应把欢腾氯化炉的大型化、氯化技能水平的进步（包含进步钛的氯化率、氯的利用率、氯化炉产能、下降尾气氯含量、进步收回率等）是往后研讨工作的要点之一。     3.除钒新工艺现在工业出产中，有铜丝、矿藏油和铝粉三种除钒办法。其间，铜丝除钒作用好，可取得高质量的，可是间歇操作，铜丝失效后的洗刷再生操作劳动强度大，操作环境差，铜耗高，除钒本钱高，仅合适小规划出产中运用。     矿藏除钒本钱低，但需求选用特殊的加热办法，发生体积巨大的残渣液，残渣易在加热壁上结疤，除钒后的中含有少数有机物不易别离除掉，较适用于氯化法出产钛白。     铝粉除钒的残渣量少，不易结疤，简单从残渣收回钒，除钒本钱低，是一种合适用于海绵钛出产的除钒办法。     铝粉除钒已在独联体国家海绵钛出产中成功运用多年，北京有研院等单位已成功地完结了小型实验研讨，阐明铝粉除钒是可行的工艺技能。但独联体国家运用的这种超细活性铝粉报价昂贵，并具有可爆性，需求研讨改善。     4.大型镁复原蒸馏联合法进步产品海绵化率     大型复原蒸馏联合法出产海绵钛，因为反响器容量的扩展，复原反响发生的热量不能有效地输出，形成部分高温，导致部分产品细密化；一起也防碍加料速度的进步，使出产周期添加，设备产能下降。     因此，有必要进一步研讨改善大型联合法的工艺和设备，以添加设备产能和进步产品的海绵化率。     5.大型无隔板槽镁电解下降电耗     曩昔海绵钛出产中，镁电解技能一向比较落后，自运用110KA无隔板槽镁电解工艺后，技能水平缓技能经济指标明显好转。     但在引入消化过程中，对这项技能中的一些技能决窍还把握不行，因此电流效率偏低，电耗偏高，需求进一步研讨改善。     6.出产过程的自动操控和办理海绵钛出产过程的自动操控技能已有必定的根底，往后应进一步研讨完结从富钛料制备、氯化、精制、复原蒸馏、破碎、分选、包装、镁电解全过程的计算机操控和办理。     研讨内容包含被测参数的感应元件、丈量外表、执行机构及计算机操控等，终究完结各工序的操控与主控室的计算机联网，使海绵钛出产办理全面完结自动操控。     7.制钛新办法的研讨成为国际钛业重视热门"制钛新工艺"一向是国际重视的热门研讨课题。近年来，这个国际性难题的研讨取得了一些发展，英国剑桥大学和澳大利亚CSIRO先后研讨了几种不同的TiO2电解法制钛新工艺，据称制钛本钱可下降50％左右。美、英联合正在进行扩展实验，方案将FFC工艺面向产业化。     假如能用TiO2电解法来制作新式钛合金，例如制作含少数铁的钛合金，则能够天然金红石或人工金红石为质料，其它合金元素以氧化物方式参加，这样制作的钛合金本钱就会大幅度下降。     经过上述课题研讨的完结，我国海绵钛出产技能水平将会大幅度提高，并可为完结万吨级规划海绵钛出产创造条件。     再经过几年的研讨和技能攻关，我国海绵钛出产技能将跨入国际先进水平队伍，进而完结万吨级出产规划。

索雷尔（Sorel）选矿厂位于加拿大蒙特利尔附近，属魁北克铁钛公司（Quebee Iron ＆ Titanium Corp.，简称Q.I.T.）。该公司系加拿大唯一的开采处理钛铁矿的企业。 矿石采自该公司所属的魁北克拉德湖地区的拉克提奥（Lac－Tio）矿。该矿为国外目前最大的钛铁矿矿床之一，储量超过一亿吨。该矿于1950年投产，露天开采。采出矿就地进行粗碎及中碎，然后川铁路及水路运至该公司在索雷尔的工厂进行选矿和熔炼，生产出含TiO270～72%的高钛渣及高纯生铁两种产品。 该厂1950年投产时矿石经破碎后直接进行电弧炉熔炼。但因矿石品位波动大，含硫高，致使钛渣含硫最高达0.6%，为了给电弧炉提供均匀的商品位原料，于1956年增建了选矿厂。至1972年，原矿年处理量选200万吨，高钵渣和生钛的年产量分别达到82万吨和57万吨。该公司所产高钛渣80～90%向50多个国家出口，高纯生铁主要向美国出口，其余的出口西欧和自销。 该矿原矿石为块状钛铁矿与赤铁矿的混合矿，其比例为2∶1。脉石矿物主要为斜长石，此外还有少量的辉石，黑云母和黄铁矿。矿石平均含TiO235%，含Fe40%，矿石中的赤铁矿呈细粒嵌布于钛铁矿中，不能用选矿方法分离。黄铁矿遍布于钛铁矿与赤铁矿的粒格间，平均含硫量0.3%。矿石中铁与钛氧化物合量平均为86%，矿石密度4.4～4.9g／cm3，该矿原矿化学成分见表1。表1  拉克提奥矿原矿化学成分表成分TiO2CaOSFeOMgONa2O＋K2OP2O5含量%34.3000.9000.30037.5003.1000.3500.015 （续表1）成分Fe2O3Cr2O3SiO2V2O5Al2O3MgO含量%25.2000.1004.3000.2703.5000.160    索雷尔选厂工艺流程见图1。原矿入厂首先破碎至－9.5毫米，然后采用1.5×4.3米泰洛克振动筛进行筛分。＋1.2毫米粒级含量为85%，送入采用磁铁矿作介质的重介质旋流器进行分选。－1.2毫米经浓缩脱混后采用汉弗莱螺旋选矿机分选。图1  索雷尔选厂流程图 重介质选矿部分的矿石含缺和钛氧化物合量平均为89%，经选别后提高到94%，螺旋选矿给矿含铁钛氧化物合量为75%，经选别后提高到91.5%。两者混合精矿的铁与钛氧化物含量平均为93%，其中含TiO236.8%，Fe41.8%。选厂精矿产量为150～200吨∕时，回收率约90%。精矿产品经煅烧脱硫后采用电弧炉煤粉还原，生产出高钛渣和高纯生铁产品。该厂所产高钛渣成分见表2。 表2  高钛渣成分表成分TiO2CaOCP2O5FeO含量%70～72－1.200.03～0.1－0.02512～15 （续表2）成分MgOSMnOFeCr2O3含量%4.5～5.50.03～0.10.2～0.3－1.5－0.25

钛的出产办法有硫酸法和氯化法两种。硫酸法是将钛铁矿粉与浓硫酸进行酸解反响生成硫酸氧钛，经水生成偏钛酸，再经煅烧、破坏即得到钛产品。此法可出产锐钛型和金红石型钛。质料：各种钛铁矿、钛渣等。长处：质料：钛精矿、钛渣和硫酸，贱价易得，技能较老练，设备简略，防腐蚀材料易处理。并且可出产氯化法不能出产而市场需要的锐钛型各种牌号的钛。所以只需注重环境污染的管理，注重产品质量的进步，注重推动科技进步，硫酸法钛还会与氯化法钛并存，短期内不会被筛选。缺陷：流程长，只能以间歇操作为主，湿法操作，硫酸、水耗费高，废物及副产物多，对环境污染比较严重，每吨制品钛别离要排出8吨废酸和3吨多硫酸亚铁，还有很多的污水；并且出产的钛质量相对比较差，比方南京钛厂就因为环保问题被关停。氯化法是将金红石或高钛渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化生成，经高温氧化生成二氧化钛，再经过过滤、水洗、枯燥、破坏即得到钛产品。运用质料：天然金红石、人工金红石和高钛渣等。氯化法只能出产金红石型产品。长处：流程短，出产能力易扩展，接连自动化程度高，能耗相对低，“三废”少，能得到优质产品。缺陷：出资大，设备结构杂乱，对材料要求高，要耐高温、耐腐蚀，设备难以修理，研讨开发难度大。90年代曾经，硫酸法一向占有钛工业的主导地位。1992年后，转为氯化法占主导地位。现在世界上新建或改扩建钛厂多以氯化法为主，杜邦公司悉数选用氯化法。氯化法钛出产在技能上有必定难度，根本由少量几个大公司所独占。我国在90年代初才引入一套氯化法出产设备。改变了我国只能出产等级低锐钛型钛的前史。

当时，我国钛工业伴跟着国际钛工业的添加，出现快速开展的气势。跟着需求的扩展，钛加工产能不断进步，2004年国内钛锭出产能力已到达约25000吨，可是，在这种高添加的气势下，海绵钛却成为限制钛加工的瓶颈。2004年我国出产的海绵钛仅为5000吨，远远不能满意需求，讨论我国海绵钛冶炼技能的开展，建造万吨级海绵钛出产基地是十分必要的。 　　国内海绵钛出产技能及改善研讨方向讨论 　　我国海绵钛出产，依托国内力气逐步完结技能进步，从固定床氯化到欢腾氯化，从填料塔精馏到浮阀塔精馏，从复原蒸馏别离到复原蒸馏联合，镁电解从有隔板到大型无隔板，以及完结了镁氯的闭路循环等。出产规划从百吨级到千吨级，直至到达5000吨经济规划。 　　但与国外先进水平比较，还存在较大距离。首要表现在技能经济指标、"三废"办理、设备配套水平缓自动操控等方面。 　　要把工厂规划扩展到万吨级，完结"清洁、文明、无公害化"的现代化出产，需求针对现在存在的问题，对现有工艺技能和设备进行改善研讨，首要研讨方向和课题可归纳如下。 　　1.高档次富钛料的制作技能西方国家运用高档次天然金红石和人工金红石为质料出产海绵钛。我国缺少高档次的天然金红石资源和没有高档次人工金红石的出产，出产海绵钛是以含TiO2适当量92％左右的高钛渣为质料。　　高钛渣是选用小型敞口电炉出产的，工厂规划小，技能和设备也很落后，因为要运用沥青为粘结剂，环境污染严峻。严厉来讲，这些高钛渣小厂是归于国家方针该陶汰的高能耗高污染的小电炉。 　　出产含TiO292％的高钛渣的技能改善适当困难，国外也没有相关的技能。国外的大型密闭电炉只能出产含TiO285％左右的钛渣。独联体国家的半密闭式电炉也只能出产90％左右的钛渣，并且有必要以优质钛铁矿为质料，假如以我国的钛铁矿为质料只能出产85～87％的钛渣。 　　与96％的天然金红石（杂质4％）和92～94％的人工金红石（杂质6～8％）比较，92％的高钛渣（杂质11％）已是一种"粗粮"。所以，工厂不期望运用档次比92％高钛渣更低的质料。 　　大型海绵钛冶炼厂期望运用高档次富钛料，处理高档次质料问题可供挑选的途径有： 　　1）建造大型化高档次富钛料工厂： 　　因为我国钛资源首要是低档次钛铁矿的特色，决议了需求选用除杂质能力强的富钛料工艺，才干取得高档次的富钛料。其间，浸出法制作人工金红石工艺道路，除杂质能力强，可将含高钙镁的低档次钛精矿加工成含TiO292～94％的高档次人工金红石，相关的技能研讨已挨近老练，可完结循环运用，弥补的可由氯化副产的供给。 　　2）进口高档次人工金红石：澳大利亚有十分丰厚的优质钛铁矿，选用复原锈蚀法制作的人工金红石TiO2含量达92～94％，已建成的工厂年产能力达80多万吨。 　　因此，能够考虑从澳大利亚进口这种人工金红石，它的粒度十分契合欢腾氯化的要求，一起还含有必定的贱价钛。 [next]　　2.欢腾氯化炉的大型化技能的进一步研讨 　　我国海绵钛出产大型化过程中，遇到的最大困难是的制作技能，包含氯化和精制两个工序；与国外先进水平距离最大的，也是的制作技能；所以，往后应把欢腾氯化炉的大型化、氯化技能水平的进步（包含进步钛的氯化率、氯的利用率、氯化炉产能、下降尾气氯含量、进步收回率等）是往后研讨工作的要点之一。 　　3.除钒新工艺现在工业出产中，有铜丝、矿藏油和铝粉三种除钒办法。其间，铜丝除钒作用好，可取得高质量的，可是间歇操作，铜丝失效后的洗刷再生操作劳动强度大，操作环境差，铜耗高，除钒本钱高，仅合适小规划出产中运用。 　　矿藏除钒本钱低，但需求选用特殊的加热办法，发生体积巨大的残渣液，残渣易在加热壁上结疤，除钒后的中含有少数有机物不易别离除掉，较适用于氯化法出产钛白。 　　铝粉除钒的残渣量少，不易结疤，简单从残渣收回钒，除钒本钱低，是一种合适用于海绵钛出产的除钒办法。 　　铝粉除钒已在独联体国家海绵钛出产中成功运用多年，北京有研院等单位已成功地完结了小型实验研讨，阐明铝粉除钒是可行的工艺技能。但独联体国家运用的这种超细活性铝粉报价昂贵，并具有可爆性，需求研讨改善。 　　4.大型镁复原蒸馏联合法进步产品海绵化率 　　大型复原蒸馏联合法出产海绵钛，因为反响器容量的扩展，复原反响发生的热量不能有效地输出，形成部分高温，导致部分产品细密化；一起也防碍加料速度的进步，使出产周期添加，设备产能下降。 　　因此，有必要进一步研讨改善大型联合法的工艺和设备，以添加设备产能和进步产品的海绵化率。 　　5.大型无隔板槽镁电解下降电耗 　　曩昔海绵钛出产中，镁电解技能一向比较落后，自运用110KA无隔板槽镁电解工艺后，技能水平缓技能经济指标明显好转。 　　但在引入消化过程中，对这项技能中的一些技能决窍还把握不行，因此电流效率偏低，电耗偏高，需求进一步研讨改善。 　　6.出产过程的自动操控和办理海绵钛出产过程的自动操控技能已有必定的根底，往后应进一步研讨完结从富钛料制备、氯化、精制、复原蒸馏、破碎、分选、包装、镁电解全过程的计算机操控和办理。 　　研讨内容包含被测参数的感应元件、丈量外表、执行机构及计算机操控等，终究完结各工序的操控与主控室的计算机联网，使海绵钛出产办理全面完结自动操控。 　　7.制钛新办法的研讨成为国际钛业重视热门"制钛新工艺"一向是国际重视的热门研讨课题。近年来，这个国际性难题的研讨取得了一些发展，英国剑桥大学和澳大利亚CSIRO先后研讨了几种不同的TiO2电解法制钛新工艺，据称制钛本钱可下降50％左右。美、英联合正在进行扩展实验，方案将FFC工艺面向产业化。 　　假如能用TiO2电解法来制作新式钛合金，例如制作含少数铁的钛合金，则能够天然金红石或人工金红石为质料，其它合金元素以氧化物方式参加，这样制作的钛合金本钱就会大幅度下降。 　　经过上述课题研讨的完结，我国海绵钛出产技能水平将会大幅度提高，并可为完结万吨级规划海绵钛出产创造条件。 　　再经过几年的研讨和技能攻关，我国海绵钛出产技能将跨入国际先进水平队伍，进而完结万吨级出产规划。

我国钒钛磁铁矿床散布广泛，储量丰厚，储量和开采量居全国铁矿的第三位，已探明储量98.3亿t，前景储量达300亿吨以上，首要散布在四川攀枝花—西昌区域、河北承德区域、陕西汉中区域、湖北郧阳、襄阳区域、广东兴宁及山西代县等区域。其间，攀枝花—西昌区域是我国钒钛磁铁矿的首要成矿带，也是国际上同类矿床的重要产区之一，南北长约300km，已探明大型、特大型矿床7处，中型矿床6处。原矿及选矿产品的化学成分见表1、表2。 从质料中提取钪的惯例办法概述如下。 1) 电选尾矿及重选尾矿 钪首要富存于钛普通辉石中。关于辉石中钪的收回，现在大致有两种办法：酸法处理和碱法处理 2) 钛精矿 铁精矿中钪的档次为Sc2O3 20ppm，钪在烧结、炼钢过程中的走向是首要富集在炼铁高炉渣中，能够考虑从中收回。 八十年代，跟着国际商场钪报价的狂涨，国内掀起了别离钪的研讨热潮，提取首要集中于含钛质料——出产钛的硫酸废液、钛出产过程中的氯化烟尘以及选钛尾矿。国内出产单位有上海东升钛厂、广西平桂矿务局、湖南稀土金属材料研讨所、江西赣州钴冶炼厂、广州钛厂等。进入九十年代今后，因为前苏联国家很多出售其曩昔的存货以及国内的过度出产，国际钪商场出现供过于求，钪的报价大幅度下降，直接影响了钪的出产。从含钛质料中提取钪的研讨及出产情况介绍如下。 (1)从钛白废酸中提取钪 硫酸法从钛铁矿出产钛时，水解酸性废液中含钪量约占钛铁矿中总含量的80%。我国出产的氧化钪，绝大部分来自钛厂。 (2)从氯化烟尘中提取钪 在钛铁矿进行电弧炉熔炼高钛渣时，因为Sc2O3与铌、铀、钒等氧化物相同生成热高、故很安稳，不会被复原而留在高钛渣中。将此高钛渣进行高温氯化出产TiCl4时，钪在氯化烟尘中被富集。 (3)从选钛尾矿中提取钪 攀枝花已建成规划规划1350万t/a的选矿厂，年产铁精矿588.3万吨，年产的尾矿达745.53万吨，亟待综合利用。 综上所述，钛白母液中的钪呈离子态，提取工艺简略，故前期氧化钪的出产多以此为质料;但其间钪的含量低(10~25ppm)，且受钛出产的限制(年产1000t钛可收回几十公斤氧化钪)。氯化烟尘中的钪以ScCl3方式存在，收回难度也不大，问题是氯化烟尘的资源是否足够;钛尾矿中钪首要赋存在(Ca、Mg、Al、Ti)Si2O6硅酸盐结构的辉石中，尾矿的分化是难点，往往要通过酸化或碱化高温(~1000℃)熔融;但尾矿产出量很大，随同采出的钪的肯定量相当可观，为钪的出产供给了足够的质料;不过，处理尾矿还必须统筹其它资源的综合利用。

现在来看，钛可是商场中的宠儿，接连涨涨不说，还带动了下流产品钛被广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、陶瓷、化妆品、食物等工业报价的涨涨。 其出产工艺首要分为硫酸法和氯化法两种。一直以来，氯化法出产技能要比硫酸法出产技能“高级”许多，国内大厂商做宣扬时，常常以可以选用氯化法出产钛引认为豪。 那么与钛硫酸法出产技能比较，氯化法赢在哪里? 1硫酸法钛出产工艺 硫酸法钛出产工艺首要是以钛铁矿为质料，用硫酸分解成TiOSO4溶液，过滤除掉钛液中的不溶性杂质，然后经过真空结晶、固液别离除掉FeSO4·7H2O。再经浓缩后热水解，制得偏钛酸，洗刷、漂白除掉可溶性硫酸盐并滤干，经干磨后得到锐钛型产品或在煅烧时参加促进剂进行晶型转化得到未包膜金红石型初品或产品。如出产较高级的金红石型产品，还须将初品浆化，经湿磨解聚分级，进行无机表面处理后洗去物猜中的盐分，枯燥后再进行超微粉碎和有机处理。 2氯化法钛出产工艺 氯化法是用含钛的质料，如天然金红石、人工金红石、钛铁矿或氯化高钛渣等与反响生成，经精馏提纯， 然后再进行气相氧化，在速冷后经过气固别离得到TiO2。氯化法钛首要有3大工艺进程描绘如下： (1) 氯化工序： 选用加碳氯化工艺将质猜中的钛元素转化成粗TiCl4; 氯化工艺可所以欢腾氯化， 也可所以熔盐氯化，粗TiCl4经过提纯制取纯精TiCl4。 (2)氧化工序：精TiCl4气相氧化制取契合颜料功能的金红石型TiO2粒子。进程包含精预热并参加同步制备的三，两步法氧气预热，进行氧化反响。得到二氧化钛半成品和炉气经过冷却、气固别离、返氯化回用。别离出来的二氧化钛半成品制浆，脱氯送后处理加工。 (3)后处理工序：后处理与硫酸法根本类似，仅仅包膜处理的工艺技能不同，出产习惯不同用处的产品。因后处理的工艺流程及设备与硫酸法类似大体一致，浆料可砂磨也可不砂磨。所以氯化法工艺流程 与硫酸法的差异首要在前面工序进程。从图中可以看出，氯化法比硫酸法出产工序少许多，其间废物排放量少许多。尽管硫酸法既可出产锐钛型产品，又可出产金红石型产品，但经过上图可以看出，硫酸法工艺流程杂乱，需求20道左右的工艺进程，排放废弃物较多，晶型改变需更多操作进程，选用的燃烧工艺需求耗费很多动力。 硫酸法出产工艺中，将锐钛型晶型转化为金红石型晶型，构成所出产的金红石型钛不可能到达100%的晶型，一起产品质量的批次间差异也较氯化法更显着。而氯化法出产技能是接连出产工艺，与非接连工艺的硫酸法比较，进程简略，工艺操控点少，产品质量易于到达最优的操控，大大减少了废弃物的发生。 再加上没有转窑煅烧工艺构成的烧结，其钛原级粒子易于解聚，所以产品的质量较硫酸法更好，并且在产品精制的进程较硫酸法大幅度节约能量。相同运用二氧化钛含量在60%左右的钛精矿出产金红石型钛，氯化法要比硫酸法节能30%，节水50%。钛两种工艺排放物状况比较表 (以1万t钛产量为例) 别的，氯化法若选用高钛渣为质料， 从下表中可见， 无论是从理论能耗仍是从产品归纳能耗来看，与硫酸法比较氯化法都有显着的优势。但从产品生命周期看，如把高钛渣冶炼的能耗也包含进去，运用高钛渣的氯化法归纳能耗略高于硫酸法。可是从万元产量能耗看氯化法仍具有显着优势，并且资源利用率高。特别是可以直接运用铁矿的氯化法与硫酸法比较能耗更低(见表)，环保优势更显着。氯化法与硫酸法归纳能耗分析表 小结：氯化法钛出产技能比硫酸法出产技能更先进、更环保，是世界钛出产厂商的一致，这也是为什么近年来，世界闻名钛出产厂商运用氯化法出产的钛份额继续升高的原因。就国内状况来看，氯化法技能依然把握在国外钛龙头厂商中，国内氯化法钛、高端钛等仍需进口。

现在，主要有两种具有经济挖掘使用的钛矿—岩矿和砂矿。如图所示，大都钛矿在其用于钛颜料加工之前，需求进行浓缩与富集或用其他的加工办法以进步Ti02在原猜中的含量。其加工工艺如图所示，选用一般的选矿办法如重选、磁选、静电选等进行选矿，进一步的加工是电炉冶炼成高钛渣和铁复原与化学处理出产人工金红石。

我国钛资源名列国际之首，约占国际的40%，其间75%以上会集在攀枝花，TiO2储量8.73亿吨。攀枝花自开发建造以来，国家就非常重视特征钛资源，可是攀枝花钛资源归于岩矿型的共生钒钛磁铁矿，镁铝含量高，归纳开发运用的难度很大，现在钛的运用率仅为6.53%。钛资源的运用方向一是金属钛，二是钛白。钛及其合金具有密度小、强度高、耐高温、耐腐蚀和无毒等功用，已经成为优异的轻型结构材料、新式的功用材料和重要的医学生物材料，广泛运用于航空航天工业，并逐步向民用钛运用领域开辟，显示出巨大的开展潜力。现在金属钛的出产办法首要是以TiCl4为质料的镁热复原法。钛是重要的精密化工产品，广泛运用于涂料、塑料、造纸、油墨、化纤、橡胶等工业部门。钛的出产办法首要有硫酸法和氯化法，硫酸法因为三废多、能耗高和产品质量低一级问题，现在正在逐步被筛选。氯化法具有流程短、产能大、成本低、产品层次高、环境污染小等特征，是钛白工业不可逆转的开展方向。2002年国际钛白总产值为4710kt，其间氯化法钛白出产才能占57%。现在我国钛白产值超越400kt/a，除攀钢锦州钛业公司年产15kt氯化法钛白外，其他悉数是硫酸法钛白。每年需进口150～200kt高级氯化法钛白产品。    氯化法钛白技能因为其强壮的生命力和竞争力，一向被国外钛白大公司所独占。我国钛资源归纳运用的要害技能包含大规划制备富钛料技能、高钙镁富钛料直接氯化制备TiCl4技能及TiCl4氧化制备金红石型钛技能。本文作者介绍了钛资源归纳运用的技能现状，并分析了其开展趋势及归纳运用中的新技能。    1 富钛料制备技能    1.1 出产技能现状及开展趋势    炉熔炼法制作高钛渣，复原锈蚀法和酸浸法制作人工金红石。电炉熔炼法工艺流程短，副产品金属铁可直接运用，不发作固体和液体废料，电炉煤气可收回运用，三废少，是一种高效的冶炼办法。复原锈蚀法在复原工序中以煤作为燃料和复原剂，复原产品置入含有催化剂的充气水中锈蚀除铁，在锈蚀进程中只耗费少数的或氯化铵，并且发作的赤泥和废水挨近中性，是一种污染小、成本低的办法。酸浸法可有用地除掉铁、钙、镁、铝、锰等可溶性杂质，取得高品位的人工金红石，适用于处理各种类型的矿藏。但因为对设备的腐蚀严峻，该法的运用遭到了约束。    国内现在首要选用工艺和设备落后的小功率敞口电炉法，制作高品位钛渣(TiO2含量92%～94%)。这种工艺只合适于小规划出产运用，很难大型化。以广东、广西和海南砂矿为质料，用这种办法可出产含(CaO+MgO)<1%的高品位钛渣。以云南矿为质料可出产(CaO+MgO)含量在2%-4%的高钛渣，能够作为熔盐氯化炉或无筛板氯化炉的质料。以攀枝花矿为质料，得到的高钛渣中的(CaO+MgO)含量在6%-10%，现在还没在开发的有规划出产，处于工业实验阶段。假如电炉法与正法结合，进行高钛渣去钙镁的处理后，得到的富钛料含90%以上的TiO2[(CaO+MgO)<1.0%]，可用于老练的欢腾床氯化制备。可是，因为电炉熔炼是在熔点以上进行熔化复原，高温改动了高钛渣的矿相结构、并损坏其酸溶性，不利于法的去钙镁。别的，尽管法可直接用高钙镁钛精矿制备富钛料，可是，每出产1t富钛料要生成约7t的废，一起加压浸出设备出资较大，出产成本高。    国外在大规划出产中运用的是大型密闭电炉冶炼钛渣的技能，所制作的钛渣中TiO2含量在80%-90%，首要用作硫酸法出产钛白的质料，如加拿大QIT公司、南非RBM公司、挪威TTI公司，但国外还没有能够制作TiO2含量在92%-94%的高钛渣的大型化出产技能。近年来富钛料出产开展的意向就是尽量使富钛料产品高品位化，例如加拿大QIT公司新建工厂出产含TiO2 95%的UGS产品；RGC公司改善复原锈蚀法出产工艺，使其出产的人工金红石由含TiO2 92%进步到94%的SREP(改善人工金红石)产品。总归，进步富钛料产品的层次，是为了进一步习惯氯化法出产钛白对高品位富钛料商场的需求。    1.2 转底炉技能制备高钛渣    近十几年来，以美国Fastmet法和Inmetco法为代表的环形转底炉法出产海绵铁或印铁备受重视，其杰出的长处是在高温下敞焰加热内配碳球团，完成快速复原。转底炉法的首要工艺进程为：铁精矿、煤粉以及黏结剂混合后造球并枯燥，装料入炉，跟着炉底的旋转，炉料顺次经过预热、复原区、中性区，反响结束后卸入砌有耐火材料的热运送罐内或快速冷却。高温、快速和选用含碳球团是其要害技能。因为转底炉对质料的广泛习惯性以及钛铁矿与铁精矿在冶金原理上的一致性，所以关于我国的特征钛资源，选用转底炉技能是制备富钛料的一个开展方向。因为该设备可在钛精矿或钛铁矿的熔点以下直接复原矿中的氧化铁，而不与或只是与少数的钛氧化物发作反响，没有改动高钛渣的矿相结构和酸溶性，能够进步法去钙镁的功率，大幅度下降废的处理量。TFSF转底炉别离钛精矿中的铁，估计能够得到含TiO2 83%左右的高钛渣。    2 富钛料氯化技能    2.1 出产技能现状及开展趋势    现在，氯化出产TiCl4的工业办法首要有熔盐氯化法和欢腾氯化法。除我国锦州氯化钛白工艺运用熔盐氯化炉外，国外先进的氯化工序首要选用欢腾氯化法。熔盐氯化是将磨细的富钛料和石油焦悬浮在熔盐(KCl、NaCl、CaCl2、MgCl2等组成)介质中，通入反响生成的一种办法。其原理是通入的高速(20m/s以上)给熔盐激烈的混合拌和，被涣散成细微的气泡，并逐步从炉底上升到熔盐的表面，悬浮在熔盐中的含钛矿藏和石油焦微粒粘在气泡的表面，产品中高蒸气压组分(TiCl4，VOCl3，AlC13，FeCl3)以气态办法从熔盐中逸出；低蒸气压组分(CaCl2，MgCl2，MnCl2，FeCl2)以熔融态进入熔盐；钛渣中难氯化组分(SiO2，Al2O3)逐步以固体渣办法在熔盐中堆积。熔盐法的长处是对质料要求比较宽松，大多数类型的含钛矿藏都能够处理。缺乏之处是操作杂乱，设备巨大，产能不高，尤其是出产进程中有许多废盐排出，迄今尚不能收回运用，构成了极大的二次污染，别的，还存在不易扩大、难以与后续氧化工序衔接的问题，熔盐氯化已不合适大型氯化法钛白出产的要求。欢腾氯化是将经炉底部进入反响段，以必定流速使物料构成欢腾状况，欢腾氯化工艺的温度一般操控在950-1050℃，高于氯化钙和氯化镁的熔点(分别为782℃、714℃)，低于氯化钙、氯化镁的沸，点(分别为1600℃、1418℃)。欢腾氯化的特征是物料处于欢腾状况，混合充沛。与熔盐法比较，产能较高，操作简略，不存在严峻的三废问题；可是，欢腾氯化炉对质料的要求非常严苛，其钙、镁含量有必要操控在0.5%以下，不然钙、镁氯化后的液相分出，极易构成床层黏结，然后使氯化进程无法进行。因而，欢腾床氯化技能的运用规划遭到了很大的约束。[next]    跟着钛白工业的开展，高品位、低钙镁的钛矿藏逐趋干涸，国内外钛职业都在寻求新的氯化技能，以习惯钛资源的现状。选用700℃以下低温氯化是国外提出的一种氯化思路，意图是既处理氯化钙、氯化镁熔融黏结的问题，又有用避免高温欢腾氯化所呈现的问题。一起，选用较低的氯化温度进步了氯化反响的挑选性，可下降耗氯量，给设备的防腐带来便利。但因为氯化温度低，二氧化钛的氯化反响速度受化学反响进程操控，存在反响速度较慢、产能较低的问题，很难完成工业化。别的提出处理高钙镁质料氯化的途径还有：(1)选用1500℃以上的高温氯化，使钙、镁氯化物简直悉数蒸发，避免钙、镁氯化物以熔融状况堆积在炉内；但很难找到能够抗高温氯化的耐火材料；(2)参加适量的磷酸钛，使钙、镁氧化物改变为熔点高、与反响小的磷酸盐，磷酸钛能够在氯化之前也能够在氯化进程中参加；(3)以多孔活性炭作为稀释剂，吸附钙、镁氯化物，到达避免炉料黏结，并随炉气从上部排出；(4)向高钙镁质猜中适量配入金红石或含钙镁低的高钛渣，使进入氯化炉中的钙镁含量低于上限值。    2.2 快速流化床技能制备    现在国际上还没有能够运用含高钙镁的攀枝花钛资源氯化制备TiCl4的技能。欢腾床因为床型自身的固有约束，使其在单位产能、抗黏结才能，以及简化操作等方面难有更大打破，尤其是欢腾床的规划扩大问题，使这一技能的开展遭到很大约束。针对攀枝花钛资源的含高钙镁的特征，中科院进程所提出了氯化制备TiCl4的新技能。    处理高钙镁质料氯化的中心问题是挑选一种什么样的床型，能够减轻或许避免床内构成黏结。作者以为能够选用稀相技能，即所谓的上流式或下流式快速流化床。在这种床中，粉状质料在被气流吹送的进程中进行氯化反响，颗粒彼此磕碰、触摸的时刻很短，因而不会构成黏结。尽管一般的快速流化床大大强化了两相反响，但固相一次经过反响区的停留时刻仍难以满意彻底反响的要求，通常是选用循环流化床技能来处理这个问题。可是，关于有黏结风险的氯化进程，循环管的存在显然会遇到很大费事。因而提出了多级快速流化床，实质上是快速流化床与湍流床的一种结合，是用半稀相的湍流床替代一般的循环管，然后延伸固相的停留时刻，并把设备的总高度操控在工业出产能够承受的极限之内。在气速坐标上，湍流床是欢腾床向快速流化床过渡的一个中间状况，尽管仍属密相床，但床层的活泼程度显着高于欢腾床，且物流整体向上，使设备产能大幅度进步，一起选用上排渣操作，能够削减乃至彻底消除普通欢腾床的黏结风险。快速氯化技能是现在处理攀矿高钙镁氯化问题的一种新思路，现在尚处于研讨阶段。从新式多级快速流化床的冷态实验和热态小型实验作用看，该工艺流程在技能上可行，经济上合理。    3 氧化技能    3.1 出产技能现状及存在问题    气相氧化反响具有温度高、反响快的特征。氧化反响器是氯化法制备金红石型钛的要害设备，国外环绕氧化反响器开发作了许多的研讨。一方面是环绕除疤设备、进料设备、反响器加热设备进行的开发，另一方面是环绕断定产品质量方针与根本工艺参数彼此关系的相关，国外的氯化法钛白出产技能已趋老练。氧化反响器经过半个世纪的开展，现在遍及选用的是预焚烧型管式氧化反响器，反响气体选用穿插射流混合。长期以来，国外关于反响器的结构扩大、结疤的防备等问题根本没有具体报导，实行了技能封闭和高度保密。    我国从20世纪60年代就开端研讨氯化法钛白技能，原化工部涂料所、中科院力学所、中科院化冶所(现为进程工程研讨所)、有色研讨院等单位做了许多根底和实验研讨工作，先后建造了厦门电化厂的年产1000t和天津化工厂的年产3000t的工业实验设备，取得了必定的发展和作用，成功地开发了富钛料氯化、粗精制的技能和设备，选用常压操作和刮刀除疤完成了氧化反响器接连安稳工作。可是，终因技能难度高、材料与操控等多方面的问题，未构成工业出产规划。锦州铁合金公司在国内实验作用和向国外咨询的根底上，以特殊的办法引进了不完善的技能和要害设备，于1994年建成了我国第一家年产15kt，也是我国迄今专一的氯化法钛白出产线。可是，这条出产线没有到达预期的出产规划，并且产品的粒度大、散布宽、金红石含量不安稳，白度和消色率等方针低于杜邦公司的同类产品。我国科学院进程工程研讨所与锦州铁合金(集团)有限责任公司从1996年开端联合，开发了具有我国自主知识产权的新式氧化反响器，在接连工作时刻和产品质量等方面都有所进步。但现在氧化反响器仍存在一些问题，首要表现在：氧化炉工作周期短，多为5-8d，偶然超越10d，但最长缺乏12d，而国外先进水平，如美国杜邦公司多为30～60d；钛的产品质量(颗粒粒度及散布、晶型转化率等)处于不可控的状况，钛白半成品质量不行安稳；除疤办法不见效；氧化炉原料呈现不同程度的腐蚀问题，有时适当严峻。氧化炉工作周期短的要害因素是生成的TiO2在氧化炉内结疤，结疤改动了炉内的空间形状和热交换特性，堵塞加料口，影响气流走向，导致被逼停炉。及时铲除反响器的疤层，是开发氯化法钛白出产技能的中心问题之一。国内外有关TiCl4气相氧化反响器的除疤技能办法各异，手法多样，如机械刮除法、多孔壁法、喷砂法、料幕法和气膜保护法等，以气膜保护法最为常用。    3.2 处理氧化反响器结疤问题的新思路    气相氧化是不可逆放热反响，包含化学反响、成核、长大和晶型改变4个进程。氧化反响在800℃以上的高温条件下进行时，反响速率极快，几毫秒时刻内即生成二氧化钛前驱体。因为氧化反响器内高温、快速、强氧化和强腐蚀气氛给测验技能增加了许多困难，现在的实验测验办法和手法还无法很好地直接盯梢丈量粒子的形状改变，反响器规划和粒子形状操控首要依托经历，需花费许多人力和物力。一起从实验室研讨到工业化进程也首要靠经历和逐级扩大，周期长、费用高、作用差。结合我国钛白工业的实际状况和面对的应战，处理氧化反响器的结疤问题显得适当重要。    实验和理论分析作用表明射流在管截面上的散布状况是决议管内错流射流混合作用的要害。经过实验研讨，提出了避免和消除结疤的新思路。一方面，从防备结疤的视点来处理结疤问题，即不单纯依托改善和开发除疤手法，而是从防备结疤生成的视点来处理结疤问题；另一方面，进步射流气体的速率和穿透率，下降反响气体的附壁效应，削减高温反响气流与反响器壁的触摸，而不是寻求射流气体在反响器径向的敏捷均匀混合，然后下降二氧化钛前驱体在反响器壁易结疤方位邻近的过饱和度和停留时刻。    4 结语    开发合适攀枝花钛资源高钙镁特征的富钛料制备新技能、快速流化床氯化制取TiCl4新技能及防备TiCl4氧化反响器结疤技能等，能打破国外在钛技能上的独占，构成具有我国自主知识产权的钛工业工业技能，然后完成我国从单纯的钛资源大国，开展为钛技能、钛产品出产强国的方针。

原矿中钪首要散布于钛普通辉石、钛铁矿和钛磁铁矿中，在选矿产品中的散布随前两种矿藏的含量而改变，钪在其间以类质同象办法赋存。在钛普通辉石中，Sc3+以异价类质同象办法置换Fe2+与Mg2+，电价平衡依托Fe3+、Al3+代替Si4+完成。置换关系式为Sc3+ + Al3+ →(Fe2+，Mg2+)+ Si4+ 钛铁矿中钪的类质同象置换关系式为 Sc3+ +(Fe3+ + Al3+)→(Fe2+，Mg2+)+Ti4+ 钛磁铁矿中钪的赋存首要与其间的钛铁矿、钛铁晶石熔出物有关。选矿产品中最富含钪的是电选尾矿，含Sc2O3达77ppm，其次为铁精矿和重选尾矿，含Sc2O3别离为63ppm和51.4ppm。从这几种质料中提取钪的惯例办法概述如下。 1) 电选尾矿及重选尾矿 钪首要富存于钛普通辉石中。关于辉石中钪的收回，现在大致有两种办法： 酸法处理——用硫酸分化，加热拌和4~5h，直至彻底扫除SO2蒸汽;或用(HCl+NaF)分化，温度80~100℃，处理4~5h。 碱法处理——将矿藏别离与NaHSO4和NaOH一同熔融1h，温度500~600℃。将碱熔法所得水合物过滤并沉积除碱，然后在中加热溶解。用从溶液中沉积水合物，过滤并煅烧成氧化物。 2) 钛精矿 钪在钛精矿电炉冶炼过程中，首要富集在高钛渣中，高钛渣进一步在欢腾炉内进行高温氯化出产时，大部分钪被氯化成ScCl3蒸发进入烟尘，冷却后被收尘器搜集，Sc2O3含量可达736ppm。 3) 铁精矿 铁精矿中钪的档次为Sc2O320ppm，钪在烧结、炼钢过程中的走向是首要富集在炼铁高炉渣中，能够考虑从中收回。苏联50年代就开端了这方面的研讨，选用碱—碳酸盐法从高炉渣中收回钪。即用硫酸分化炉渣，然后进行碱化处理分出氢氧化物，再用碳酸盐处理制取钪精矿，最终用硫代硫酸盐萃取和草酸盐沉积，煅烧草酸盐而取得Sc2O3。 八十年代，跟着国际商场钪报价的狂涨，国内掀起了别离钪的研讨热潮，提取首要集中于含钛质料——出产钛的硫酸废液、钛出产过程中的氯化烟尘以及选钛尾矿。国内出产单位有上海东升钛厂、广西平桂矿务局、湖南稀土金属材料研讨所、江西赣州钴冶炼厂、广州钛厂等。进入九十年代今后，因为前苏联国家很多出售其曩昔的存货以及国内的过度出产，国际钪商场出现供过于求，钪的报价大幅度下降，直接影响了钪的出产。从含钛质料中提取钪的研讨及出产情况介绍如下。 (1)从钛白废酸中提取钪 硫酸法从钛铁矿出产钛时，水解酸性废液中含钪量约占钛铁矿中总含量的80%。我国出产的氧化钪，绝大部分来自钛厂。上海东升钛厂和上海跃龙化工厂以及广州钛厂等都建立了氧化钪出产线。杭州硫酸厂投产了一套年产30kg氧化钪的工业设备，形成了“接连萃取—12级逆流洗钛—化学精制”三级提钪工艺道路，产品含量安稳在98~99%。上海跃龙化工厂选用P204-TBP-火油协同萃取初期富集钪，NaOH反萃,溶解，再经55-62%TBP(或P350)萃淋树脂萃取色谱别离净化钪，最终经草酸精制得纯度大于99.9%的Sc2O3，整个办法钪的收率大于70%。 前苏联以0.4MP204自钛白母液中提取钪，O/A=1/100时钪差不多能彻底同钛、铁、钙等杂质别离，用固体NaF反萃钪，再用3%H2SO4溶解，扩展实验钪的收率为85~90%。杨健等在用P204-TBP从钛白母液中提钪时，先参加按捺剂，按捺P204对铁、钛的萃取，然后用混酸及硫酸洗刷萃取有机相，使有机相中TiO2含量降至0.1mg/l，Fe含量降至0.5mg/l。冯彦琳等人以P507-N7301-火油混合萃取剂提钪，萃取率达95%以上，二次草酸沉积Sc2O3产品纯度达99%以上。聂利等人选用两段提钪，榜首段选用P507-癸醇-火油萃取，第二段用P5709-TBP-火油萃取，钪浓缩50倍多。刘慧中先用N1923选择性萃钪，然后再加TBP萃钪进一步除杂，两段钪一共浓缩了50多倍，草酸精制后Sc2O3纯度为99%，收回率为84%。此外离子交流法、乳状液也已用于钛白废液提钪。 (2)从氯化烟尘中提取钪 在钛铁矿进行电弧炉熔炼高钛渣时，因为Sc2O3与铌、铀、钒等氧化物相同生成热高、故很安稳，不会被复原而留在高钛渣中。将此高钛渣进行高温氯化出产TiCl4时，钪在氯化烟尘中被富集。抚顺铝厂五一分厂建成的出产线年出产氧化钪20~30kg。柯家骏等[14]查明钪在氯化烟尘中含量可达0.03~0.12%，首要办法是ScCl3;并研讨了湿法冶金提取Sc2O3的流程，包含水浸、TBP火油溶液萃取、草酸沉积净化及灼烧等单元操作，先后进行了小型和扩展实验，得到纯度99.5%的Sc2O3产品;从氯化烟尘到产品，钪收回率为60%。谢丽娜选用低浓度的烷基膦(磷)酸(P507，P204)在小相比下，直接从存在很多Fe3+的浸出液中萃取钪。选用乙醇为助反萃剂，可在室温下反萃钪;并运用0.4%HF洗锆使钪锆别离系数达βSc/Zr=1893。杨智发等人选用P5709-N235-火油萃取钪，5MHCl60℃反萃，可使Sc3+与Fe3+、Fe2+、Ti3+、Al3+、Mn2+、Ca2+等彻底别离，较好处理了Sc3+/Fe3+别离及分相慢等问题。何锦林等人从氯化烟尘中提钪时，选用P204萃取别离铁锰，NaOH反萃，钪富集83倍;化学精制选用溶解，TBP-浓萃取钪别离RE和Dowex50W-X8交流树脂吸附钪，得到Sc纯度>99.5%，实收率>56%。孙本良等人以一种有机多元弱酸沉积剂沉积氯化烟尘浸出液中的钪，经两次沉积、两次酸解后，浸出液中的铁锰去除率达99.8%以上，钪的沉积率可达100%;继而选用P204+改质剂+磺化火油为萃取剂，O/A=1/20，室温下萃取钪，DSc达139，钪与铁、锰的别离系数别离到达9270和10700;5%NaOH反萃钪，反萃率达99.6%。林维明等选用苄基化氧萃取钪，钪的收率为98.3%。 (3)从选钛尾矿中提取钪 攀枝花已建成规划规划1350万t/a的选矿厂，年产铁精矿588.3万吨，年产的尾矿达745.53万吨，亟待归纳利用。张宗华在“八五”攻关“攀枝花钒钛磁铁矿归纳提钪实验研讨”时检测其时铁选厂原矿含钪27.00g/t。按规划规划核算，每年从处理矿石中收回钪364.25t，其价值为244.25亿元。他们以含钪63g/t选钛尾矿为质料，选用预处理磁选或加剂处理电选的工艺，可分选出尾矿中的钛辉石、长石，含钪别离为114g/t、121g/t;选用加助溶剂浸出钪，浸出率可达93.64%;选用碱熔合水解浸出钪，浸出率可达97.90%;用TBP萃取钪，萃取率可达98.90%;用水反萃，反萃取率为98.00%;再用草酸精制可得到档次为99.95%的Sc2O3产品，其市价为3.6万元/kg。因为报价较贵，商场容量小，至今未建厂出产。 小结：   综上所述，钛白母液中的钪呈离子态，提取工艺简略，故前期氧化钪的出产多以此为质料;但其间钪的含量低(10~25ppm)，且受钛出产的限制(年产1000t钛可收回几十公斤氧化钪)。氯化烟尘中的钪以ScCl3办法存在，收回难度也不大，问题是氯化烟尘的资源是否足够;假定其间的氧化钪含量平均为500ppm,若要得到50kg氧化钪产品,至少要处理100t氯化烟尘,处理量是相当大的。钛尾矿中钪首要赋存在(Ca、Mg、Al、Ti)Si2O6硅酸盐结构的辉石中，尾矿的分化是难点，往往要通过酸化或碱化高温(~1000℃)熔融;但尾矿产出量很大，随同采出的钪的肯定量相当可观，为钪的出产供给了足够的质料;不过，处理尾矿还必须统筹其它资源的归纳利用。

铝热法 用铝作还原剂，在碱性炉衬的炉筒中，采用下部点火法冶炼。先把小部分混合炉料装入反应器中，即行点火。反应开始后再陆续投加其余炉料。通常用于冶炼高钒铁(含钒60～80%)，回收率较电硅热法略低，约90～95%钒和钻常呈铁的类质同像分别赋存于钛磁铁矿和黄铁矿中。 此类矿石的选矿，一般是先用弱磁选分出钒铁精矿，再用重选、强磁选、浮选、电选联合选矿方法从尾矿中回收钛铁矿和用浮选回收黄铁矿。钒铁精矿所含的钛是选矿无法除去的，可以在冶炼中分离。为了满足高钛渣炼铁必需的渣量，过分提高钒铁精矿的铁品位，有时是不合理的。从磁选尾矿中回收钛的流程，首先要保证得到优质钛精矿。研究了重选、浮选、重选一浮选、重选一强磁选一浮选、重选一强磁选等各种流程。钛铁矿精矿用电选精选，可将二氧化钛品位提高到48%以上。钛铁矿的浮选是在酸性矿浆中进行的，浮选黄铁矿回收钴应在浮选钛铁矿前进行，如果矿石含有碳酸盐矿物，必须预先浮出。 沉积型含钒炭质板岩也是我国钒矿资源中重要的一种，目前还处在研究阶段。矿石中钒呈微粒嵌布的钒云母等矿物或吸附状态存在，用选矿方法不易富集，因而研究了湿法冶金提钒。矿石先经煅烧除去炭质，然后进行钠化焙烧和水浸出。水浸残渣再，酸浸可以进一步提高钒的浸出率。有时原矿先经浮选富集成含钒粗精矿，再焙烧浸出，可以显著降低酸耗。

在自然界中的存在　　钛在地球上的储量非常丰厚，地壳丰度为0.61%，海水含钛1×10-7%，其含量比常见的铜、镍、锡、铅、锌都要高。已知的钛矿藏约有140种，但工业使用的首要是钛铁矿（FeTiO3）和金红石（TiO2）。　　矿床类型及散布　　全球有三十多个国家具有钛资源。可是钛首要散布在澳大利亚、南非、加拿大、我国和印度等国。加拿大、我国和印度首要是岩矿；澳大利亚、美国首要是砂矿；南非的岩矿和砂矿都非常丰厚。　　典型矿床（区）　　国外出产钛铁矿砂矿的矿区首要有7个：澳大利亚东西海岸、南非理查兹湾、美国南部和东海岸、印度半岛南部喀拉拉邦、斯里兰卡、乌克兰、巴西东南海岸。　　国外金红石砂矿区首要有3个：澳大利亚东西海岸、塞拉利昂西南海岸、南非理查兹湾。印度、斯里兰卡、巴西和美国也有少数产出。　　全球钛资源储量散布情况　　全球钛铁矿、金红石和锐钛矿的资源总量超越20亿吨，全球钛铁矿储量约为7亿吨，占全球钛矿的92%，金红石储量约为4800万吨，二者算计储量约7.5亿吨。全球钛资源首要散布在澳大利亚、南非、加拿大、我国和印度等国。我国的钛铁矿储量占到全球钛铁矿储量的28.6% ，居第一位；澳大利亚金红石储量占全球总量50%，占有了金红石储量半壁河山。　　钛铁矿丰厚的国家有：我国（2亿吨）、澳大利亚（1.6亿吨）、印度（8500万吨）、南非（6300万吨）、巴西（4300万吨）。 金红石首要散布：澳大利亚（2400万吨）、南非（830万吨）、印度（740万吨）、塞拉利昂（380万吨）。　　我国钛资源储量散布情况　　依据2014年美国地质调查局（USGS）发布的材料，2013年全球钛铁矿储量7亿吨；金红石储量4800万吨，二者算计储量约7.5亿吨，而我国的钛资源储藏约2亿吨，占到全球总储量的28.6%，钛铁矿储量位居国际第一。　　我国探明的钛资源散布在21个省（自治区、直辖市）共108个矿区，首要散布在四川攀西、河北承德、云南、海南、广西和广东，其间以四川储量最大。　　全国原生钛铁矿共有45处，首要散布在四川攀西和河北承德，2011年我国原生钛铁矿储量2.46亿吨，是我国最首要的钛矿资源.　　钛铁砂矿资源有85处，首要散布在海南、云南、广东、广西等地，储量500万吨，也是我国重要的钛矿资源。比较之下，金红石矿资源较少，资源产地41处，首要散布在河南、湖北和山西等地，储量仅有200万吨。　　全球钛产品产值　　依据2014年美国地质调查局（USGS）发布的材料，2013年全球海绵钛产值22万吨，其间近10万吨由我国直销，俄罗斯（4.5万吨），日本（4万吨），哈斯克斯坦（2.7万吨）和乌克兰（1万吨）。　　2011年国际钛精矿的产值为670万吨，比较2010年产值640万吨，同比增加了4.69%。产值抢先的国家首要有澳大利亚、南非、加拿大、印度、莫桑比克、我国、越南等国家。澳大利亚年产130万吨（TiO2 计），占国际年产值的19.4%，居国际第一位。　　我国钛产品产值　　海绵钛　　依据有色协会对海绵钛六大出产区域的最新计算数据显现，2012年全年我国海绵钛产值为109000吨。同比上涨了18.5%。其间：辽宁区域产值为31803吨，同比增加4.89%，占全国产值的41.4%；贵州区域产值为20677吨，同比增加42.57%，占全国产值的26.9%；河南区域产值为10782吨，同比增加6.74%，占全国产值的14.0%；河北区域产值为9082吨，同比增加为45.94%，占全国产值的11.8%。　　我国是海绵钛的出产大国，占到全球产能的1/2。可是，从近几年的商场来看，我国海绵钛职业出来显着的产能过剩现象，并且呈现日益突出的趋势。海绵钛业属国家战略新材料范畴，跟着经济的开展和使用范畴的拓宽，需求量会逐步扩展。海绵钛建造周期长，短期内满意未来开展需求呈现的暂时性产能过剩是正常情况。可是若继续下去，问题将会恶化。海绵钛职业经过多年的无序开展，商场竞争极为剧烈，而这些厂商并没有从产品结构区别开来，为了职业的健康开展，经过吞并重组，进步海绵钛职业集中度是比较好的挑选。一起加强技术创新，促进产品结构晋级，尽力抢占高端海绵钛使用范畴也是厂商走出低谷的重要出路。　　依照我国钛职业“十二五”开展规划要求，钛材用海绵钛的产能将控制在10万吨/年以内，其间海绵钛MHTiO等第率70%以上；一起，要缩短现有厂商数量，进步钛工业的集合度，估计构成3-5家国际级的大厂商（海绵钛或锭的产值过万吨），发挥规划效益优势，钛职业集中度有望进一步提高。　　钛精矿　　钛精矿产品是钛、高钛渣、海绵钛等下流钛产品出产的根底质料。钛精矿的产值很大程度上影响着整个钛职业的开展。因而，本部分产值数据集中于钛精矿的产值及区域散布。　　下表为2012年国内钛精矿总产值的计算。2012年四川钛精矿一向遥遥抢先于其他区域总产值为150.1万吨，紧跟这以后的是海南和云南，其产值分别为64万吨、62.1万吨。　　四川攀枝花区域是我国最大的钛精矿产地，占国内总产值的46%；云南次之，占总产值的32%。但上述两地多为钒钛磁铁矿，档次低，杂质含量高，不适合作为海绵钛及高品质钛产品的质料。2010年攀钢钒钛出产34.2万吨钛精粉。现在，以这两个区域所产钛精矿出产出的高钛渣一般档次在87%～88%，而用于及海绵钛出产的高钛渣一般要求其档次在90%～92%。海南及两广区域钛精矿以砂矿为主，档次较高，既可用于出产海绵钛，也可用于出产钛。　　我国钛资源丰厚，可是矿石二氧化钛的含量遍及偏低，档次不高。每年需要从澳大利亚、越南、印度、印尼等大国很多进口钛精矿，从图中能够看到，越南是我国进口钛精矿的最大进口国，其次是澳大利亚和印度。

自1791年发现钛元素到1918年选用硫酸法商业出产钛以来，至今已有八十多年的出产和商业运用前史，钛出产办法主要有硫酸法和氯化法。    硫酸法是用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸反响进行酸解反响，得到硫酸氧钛溶液，经水解得到偏钛酸沉积；再进人转窑锻烧产出Ti02。硫酸法以间歇法操作为主，出产设备弹性大，利于开泊车及负荷调整。但其工艺杂乱，需求近二十几道工艺进程，每一工艺进程有必要严格操控，才干出产出最好质量的钛产品，并满意颜料的最优功能。硫酸法既可出产锐钛型产品，又可出产金红石型产品。    氯化法是用含钛的质料，以氯化高钛渣或人工金红石或天然金红石等与反响生成，经精馏提纯，然后再进行气相氧化；在速冷后，经过气固别离得到Ti02。该Ti02因吸附一定量的氯，需进行加热或蒸汽处理将其移走。该工艺简略，但需在1 000℃或更高条件下氯化，有许多化学工程问题如氯、氯氧化物、的高腐蚀需求处理，再加上所用的质料特殊，较之硫酸法本钱高。氯化法出产为连续出产，出产设备操作的弹性不大，开泊车及出产负荷不易调整，但其连续工艺出产，进程简略，工艺操控点少，产品质量易于到达最优的操控。再加上没有转窑锻烧工艺构成的烧结，其Ti02原级粒子易于解聚，所以在表观上人们习气以为氯化法钛产品的质量更优异。    硫酸法与氯化法的好坏比较见表 [next]

钛是现在功能最好的白色颜料，被广泛使用于涂料、橡胶、塑料、造纸、印刷油墨等范畴。其出产有两种工艺，硫酸法和氯化法。氯化法钛出产工艺因其出产过程中环保和产品质量高，是世界公认的替代硫酸法的新一代先进技能。现在全球氯化法钛与硫酸法钛的产能份额大约是6:4。在欧美发达国家，氯化法的份额则更高。但是，现在在国内仅有几家钛厂商选用氯化法。为何国内钛工业没有开展起来? 世界公认优异工艺，国内存争议 据了解，尽管在世界上已有结论，但在我国业界，到底是硫酸法好仍是氯化法好，却一向存在很大争议。 一方观念是建议开展氯化法筛选硫酸法。相关专业人士指出，我国钛工业有必要走氯化法路途，才有实力应对世界市场的严峻应战。原因很简单，硫酸法的首要质料是硫酸和钛精矿等，出产出来的产品质量低，种类单一，环境污染严峻。相反，氯化法的首要质料是高钛渣和等，被称为清洁工艺，具有出产自动化程度高、产品质量高、规划大、“三废”排放少等许多优势。 另一方观念以为氯化法对硫酸法并没有彻底的替代性。现在欧美国家在造纸、化纤、陶瓷、化妆品等职业对硫酸法出产的锐钛型钛仍然坚持旺盛的需求，硫酸法钛未来仍旧具有广泛的使用途径和市场需求，会与氯化法钛长时间并存。 一起，国内的硫酸法并不会落后。由于国内厂商通过尽力，发明出了改善的硫酸法。该技能比原硫酸法已有很大改善，如选用酸溶性钛渣替代钛精矿作质料、完成了废酸浓缩循环使用、制酸余热使用等，出产水平有了很大进步。 还有业界人士表明，在环保方面，单纯的说硫酸法污染严峻是误解。硫酸法钛的首要污染在于废硫酸，但现在跟着废酸回收在使用技能的推行，废硫量能够大幅削减。如四川龙蟒公司，其废酸悉数用于磷酸盐的出产。而氯化法发生的氯化渣处理难度大，现在国外许多厂商将氯化废渣运到公海深海扔掉，或许埋在人烟稀少的抛弃矿井中，对环境危害更大;在质料方面，现在国内的钛资源岩矿尽管许多，但高品质的砂矿少。 要习惯氯化法工艺，还需求将钛精矿提炼成高钛渣。这样一来，氯化法的出产流程就不见得短，本钱不见得低。一份欧盟联合研讨中硫酸法对环境存在不同方面的危险，并非谁更环保。氯化法能节约能源、削减废水排放，但其废物比硫酸法发生的废物毒性更大。 其实在钛产品类型上，改善硫酸法也有优势。改善硫酸法既能够出产高端产品金红石型钛也可出产中低端产品锐钛型钛，而氯化法仅能出产金红石型钛。尽管也可转化为锐钛型，但是在转化过程中需求添加工序，这就添加了额定本钱。 尽管是开展大趋势，关键技能难把握 通过多年的技能探索和攻关，出产工艺被逐一破解，锦州钛业总算在2001年研制成功我国首套万吨级氯化法钛中心设备——氧化感应器，处理了关键技能难题。通过20年的尽力，才逐渐完成了设备的建成投产、达产和接连运转。 现在国产氯化法设备同国外先进水平比较，仍然存在缺乏。一是国产氧化反应器运转周期只要3周以上，但与国外氧化反应器长达六七周期比较，尚有必定距离。二是产品质量与国外尚有必定距离，首要体现在钛的粒度和晶型操控上。表现出白度、消色力、遮盖力。耐候性等目标有距离。三是在关键设备的制作上，国内制作质量尚不能与进口设备比较。四是在单体设备产能上与国外尚有距离。 加上氯化法与硫酸法工艺流程有很大的差异，前者对出产技能和配备原料的要求十分高，而国内绝大多数厂商达不到这种技能水平，一起咱们并没有自己的自主中心技能，关键技能又难以引入。这也是氯化法在我国未能推行的重要原因。

1、原料方面，钒钛烧结矿的强度一般比普通烧结矿强度低，其转鼓指数一般为81～82%，而普通烧结矿转鼓指数可达83～85%。钒钛烧结矿冷却后的转鼓指数比冷却前提高6～7%，说明钒钛烧结矿在热状态下脆性大，强度不如普通烧结矿好。同时，钒钛烧结矿的低温还原粉化率比普通烧结矿高得多，一般大于60%，高的达80～85%。 2、炉渣特点，高炉冶炼的炉渣，主要成分来源于原燃料所带入的脉石成分。冶炼普通矿形成四元(CaO-MgO-SiO2-Al2O3)渣系;而冶炼钒钛矿则为五元(CaO-MgO-SiO2-Al2O3-TiO2)渣系。五元渣系炉渣相对于四元渣系炉渣最大的特点在于：炉渣熔化温度升高、泡沫渣的形成、炉渣变稠、炉渣脱S能力低，其中，低钛炉渣的熔化温度与普通四元渣系相近，泡沫渣的形成在高钛型炉渣的冶炼中较为明显。炉渣变稠是随着高炉内还原过程的进行，炉渣中一部分TiO2被还原生成钛的碳、氮化合物。TiC的熔点为3140±90℃，TiN的熔点为2950±50℃，远高于炉内最高温度所致。而高钛渣的脱硫能力远低于普通高炉渣，Ls仅为5～9。 3、铁水方面，钒钛铁水的粘罐物中则因含有钒、钛的氧化物，熔点很高，高于出铁温度，在下次出铁时不能被熔化，越结越厚，造成铁水罐容积迅速减小，铁水罐只能用几十次，严重影响铁水罐的正常使用与周转，并给高炉正常出铁的计划安排带来困难。

流态化氯化又称欢腾氯化。流态化简称流化，是使用流体的效果，将固体颗粒群悬浮起来，而使固体颗粒具有某些流体的表观特征，因而强化了气一固间、液一固间、气一液一固间的触摸进程。这种使固体颗粒具有某些流体特征的技能被称为流态化技能。使用于氯化工艺进程被称之为流态化氯化。如金红石流态化氯化制取TiCl4、锆英砂流态化氯化制取ZrC14等都归于这类氯化工艺。    在流化床中床层压降△p，流体流速u和物料颗粒空地度之间有必定的联系（见图1）。    ①在气体低流速时(u ut），固体颗粒开端带出容器，并处于悬浮情况，床层自在面消失，床层压降(△p)跟着固体颗粒带出量添加而下降，此称为带出速度或逸出速度，此刻称为稀相流化或气体运送阶段。    当然这是一种颗粒均匀，液固系散式流态化的一般规则，在实践使用进程中往往杂乱一些。气固系在做流化试验时能够看出，当气体流速u略大于umf之后，在流化试验管内的颗粒散布呈不同情况。在散布板上必定高度为密相段。轴向高度之上颗粒散布逐突变稀，其两相间有较显着的流化界面（见图2）。 [next]    在密相段颗粒湍动返混处于悬浮情况与流体充沛触摸；在稀相段有少数颗粒在悬浮，并看得见有少量极细微的颗粒被气流带出。    流化床的压力降△p可按下式核算：                    △p＝Lmf（1一εmf）（ρS-ρt）    式中，△p为流化床压降；Lmf、εmf为床层颗粒开端流化时的床层高度和空地度；ρS为固体颗粒密度；ρt为流体密度。    从以上公式能够看出，当εm、ρS、ρt必定的情况下，△p取决于料层的高度Lm。实践在流态化氯化操作中最主要是操控流化操作速度u和床层压降△p来完成平衡操控的。    常用弗劳德准数Fr来判别流化类型，其公式如下：    式中，u为流体流速或称空塔流速；g为重力加速度；dp为固体颗粒均匀直径。    当Fr     正是因为床内气体和颗粒的剧烈运动，使床内温度均匀，这是流化床的一个主要特色，传热系数比较大。正常流化暗示如图4所示。    当床层直径小而气速不高时，床层大部分颗粒向上运动，近壁处则向下运动，然后构成颗粒的循环运动。    当床层直径较大而气速又高时，则床层中可存在多少颗粒循环运动区。    一般用床层压降的动摇、流化层密度的改变、温度的散布、气体停留时间的散布等参数来点评流化床的好坏。    因为物料粒度、配料以及操作参数的失控，流化床常有不正常的现象呈现（见图5）。[next]     ①沟流。当物料颗粒间黏结，使气体在床层的固体黏结块旁经过。或者说很多气体短路在空地度大的部分穿过，在床层内构成一些狭隘的通道，而其他的物料并未流化。仅床层内流道周围部分流化，称为沟流。此刻床层压降远比物料浮力小，一起上下动摇。呈现孔道时，压降下降；孔渠崩塌时，压降上升。发生沟流时，床层径向温度差较大，传热功率下降，未流化的物料易烧结，气体使用率低，反响尾氯中游离氯显着增高；生产率下降，直至床温不能坚持停止。    一起，过细微的颗粒、没有必定份额的颗粒物料或湿度大的物料，选用高度一直径比大的反响器都易构成沟流。    ②腾涌（时令）。当流化床内气泡逐步会集长大，乃至气泡直径可挨近小反响器直径时，床层上部的物料呈活塞状向上运动，相似脉冲送料，料层到达某一高度的气泡崩裂又坠下，称为腾涌。    发生腾涌时，床层压降急剧动摇，料层不均匀，气固系触摸不良，不少物料被吹跑，气体使用率下降，炉衬因剧烈冲击易磨损掉落。实践中尾气中含气量上升，收尘器料量添加，生产能力下降。    过大的固体颗粒或过大的气体速度及欢腾床直径过小（＜0. 5 m）都是发生腾涌的原因。    在流化操作中，应防止发生不正常流化。一旦呈现，有必要针对发生原因，采纳恰当办法加以克服。    金红石或高钛渣流态化氯化进程具有如下特色。    ①气体介质具有强腐蚀性。流态化的气体介质及反响生成物TiCl4、SiC14、FeC14、FeC13、AIC13等氯化物都具有强腐蚀功能。特别是氯化高温下简直与一切的物质反响。因而炉衬有必要耐腐蚀、耐冲刷；要求密封材料功能高；与氯化炉、收尘器相匹配的设备及构件要求选用耐高温、耐腐蚀的金属材料、非金属陶瓷材料。    ②反响温度高。正常反响温度在950-1000℃之间，当选用CaO、MgO偏高的物料时，要求更高的温度把CaCl2、MgCl2带出氯化炉，为此给设备制作带来更大的难度。    ③炉气中含粉尘多。流化态氯化的进程中物料不断地被破坏、磨损、反响而粒度变细发生粉尘被反响发生的炉气带出炉外，使物料使用率下降。特别是一些高沸点的氯化物，在氯化炉高温下升华为气态，而脱离氯化炉经换热降温，又冷却结晶为固体分出，加大了尘量。这是氯化进程所期望的，但加大了废渣处理的难度。    ④在加碳反响制取TiC14的进程中，两种固体反响物料的密度相差约为2.5-3.0倍。为使两种物料在流态化氯化时坚持杰出的流化情况，在同一气速下，都能很好地触摸不分层，顺畅彻底反响，要求各自要有严厉的均匀粒度，一般石油焦的均匀粒度大于金红石（或高钛渣）的粒度，大约为1.4倍。可用下面的理论公式核算：

二氧化钛，俗称钛白，是一种重要的化工质料和功能优秀的白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸等职业。现在，钛白的工业出产办法首要有硫酸法和氯化法。硫酸法以钛铁矿为质料，出产进程中发作很多废酸、酸性废水和含硫烟气，环境污染严峻；氯化法的高温氯化和氧化进程难度大，而且出产进程中发作的毒性氯化物难以处理，需深井填埋。因而，亟需研制环境友好的二氧化钛清洁出产新工艺。中国科学院进程工程研究所成功研制出了碱法钛白清洁出产新工艺，使用此工艺可出产金红石型和锐钛矿型二氧化钛。 一、实验部分 （一）实验原理 高钛渣的首要成分是Ti3O5，Ti3O5在NaOH熔盐中发作如下反响：水洗反响产品，Na2TiO3中的Na+与水中H+发作离子交换反响，部分Na+浸出至液相中，构成必定浓度的碱液。首要反响可表明为：洗后的固相(xNa2O·TiO2·yH2O)与硫酸反响构成硫酸钛溶液，反响式如下：硫酸钛溶液水解生成偏钛酸沉积，反响式为：（二）实验质料与仪器 实验所用NaOH、硫酸均为分析纯，水为去离子水；依据文献制得熔盐反响产品，水洗后得到的水洗料为实验质料，组成见表1。 表1  水洗物料的化学组成    %用荷兰PANalytical公司的X' Pert PRO MPD型X射线衍射仪断定产品物相，用美国Perkin-Elmer公司的Optima 5300 DV型电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-OES)分析质猜中的元素组成，用激光粒度仪测定水解后偏钛酸的粒度散布，用XRD分析晶型。 （三）实验办法 1、硫酸钛溶液的制备 制造不同质量浓度的硫酸溶液，并与水洗物料依照必定份额参加三口烧瓶中。三口烧瓶置于恒温油浴中，在设定温度下反响一段时刻后，取出，过滤，滤液即为硫酸钛溶液。依据文献测定硫酸钛溶液的质量浓度（以TiO2计）及F值。 2、硫酸钛溶液的水解 向三口烧瓶中参加硫酸钛溶液，并置于已升温至必定温度的恒温油浴中，反响计时。反响进程中守时取样，过滤，测定滤液中钛质量浓度。反响完毕后，过滤，测定滤液中钛质量浓度，核算水解率。偏钛酸滤饼充沛洗刷后经盐处理煅烧得到二氧化钛。硫酸钛溶液水解率核算公式如下：其间：ρ(Ti)0为反响开端时硫酸钛溶液中总钛质量浓度；ρ(Ti)t为反响t时溶液中总钛质量浓度。 （四）实验工艺流程 实验准则工艺流程图如图1所示。图1  钛清洁出产工艺流程 流程首要包含5个操作单元：熔盐反响单元，多级逆流洗刷与介质循环单元，硫酸钛溶液制备单元，硫酸钛溶液水解单元，盐处理和煅烧单元。新工艺以高钛渣为质料，熔盐为反响介质；将钛转化为钛酸钠；钛酸钠经多级逆流洗刷后钠离子浸出至液相，构成必定浓度的碱液，碱液经除杂、蒸腾浓缩后回来至熔盐反响单元循环使用，钛留在洗后固相中，随后在稀硫酸中溶解构成硫酸钛溶液；硫酸钛溶液加热水解制备偏钛酸，水解母液经膜分离除杂后循环使用，偏钛酸经进一步盐处理和煅烧得到二氧化钛。其间硫酸钛溶液的制备与水解进程是该工艺的中心部分，决议着产品二氧化钛的功能，包含纯度、粒度散布及颜料功能等。硫酸钛溶液的制备与水解也是传统硫酸法的中心操作单元，但新工艺中硫酸钛溶液的组成（离子品种、浓度等）、制备进程和水解机制均不同于传统硫酸法。 二、成果与评论 （一）硫酸钛溶液的制备 1、实验规划及成果 取不同质量分数的硫酸与必定量水洗物料，在50℃下反响4h，过滤。水洗物料用量和硫酸质量分数对产品硫酸钛溶液质量浓度（以TiO2计）和F值的影响见表2。 表2  硫酸质量分数和水洗物料用量对硫酸钛溶液性质的影响2、水洗物料用量与硫酸钛质量浓度的联系 用表2中水洗物料用量对硫酸钛质量浓度作图，如图2所示。硫酸钛质量浓度随水洗物料用量增大而增大，两者之间约为2次函数联系：式中：a，b，c为常数。用MATLAB拟合，成果a＝0.00676，b＝0.773，c＝76.1。因而，制造不同质量浓度的硫酸钛溶液所需的水洗物料用量能够用式(7)核算：式(7)的相联系数r2＝0.992，二次曲线的拟合成果与实验成果相吻合。图2  硫酸钛质量浓度与水洗物料用量之间的联系 3、硫酸质量分数与硫酸钛溶液性质的联系 由表2看出：硫酸质量分数对硫酸钛溶液质量浓度及F值均有影响。假定硫酸质量分数与硫酸钛溶液质量浓度及硫酸钛溶液酸度之间契合二次曲线联系，即满意其间：w表明硫酸质量分数；ρ表明硫酸钛溶液质量浓度；F表明硫酸钛溶液酸度；h，i，j，k，l，m为常数。将表2数据以MATLAB拟合，得h＝0.000378,i＝－27.7,j＝0.195,k＝－0.247,l＝83.9，m＝－54.5。所以，硫酸质量分数与硫酸钛溶液质量浓度和F值之间的联系可表明为：将上式中的w对ρ、F作图，成果如图3所示。图3  硫酸钛质量浓度及F值与硫酸质量分数之间的联系 能够看出：当硫酸钛溶液质量浓度恒守时，随F值增大，硫酸质量分数增大；当F值恒守时，随硫酸钛溶液质量浓度增大，所需的硫酸质量浓度增大。这是由于硫酸钛溶液质量浓度增大，水洗物料的消耗量增大，进而溶解水洗物料所需的硫酸的量增大。 （二）硫酸钛溶液的水解 1、水解温度对硫酸钛水解率的影响 在F＝1.75、钛质量浓度（以TiO2计）140g/L条件下调查温度对水解的影响，成果如图4所示。能够看出：升高温度能够增大水解率，这是由于水解反响是吸热反响，升高温度可促进反响正向移动，有利于水解的进行。由图4还看出，水解进程大致分为3个阶段：第1阶段为0～30min，此阶段没有固相物分出，水解率低，液相组成没有明显改变；第2阶段为30～90min，此阶段有很多偏钛酸固体分出，分出速度较快；第3阶段为90min今后，此阶段硫酸钛分出速度减慢。图4  反响温度对硫酸钛水解率的影响 2、F值对硫酸钛水解率的影响 在钛质量浓度（以TiO2计）200 g/L、水解温度110℃条件下，调查F值对硫酸钛水解一的影响，成果如图5所示。能够看出，随F值增大，反响速度加速。依据反响(4)，下降溶液中硫酸质量分数，有利于水解反响正向移动。因而，较佳的水解F值断定为1.9～2.0，水解时刻为4h，此刻，硫酸钛水解率在90%以上。图5  F值对硫酸钛水解率的影响 3、硫酸钛质量浓度对水解率的影响 在F=2.0、水解温度110℃下，调查硫酸钛质量浓度对水解的影响，成果如图6所示。能够看出，随硫酸钛质量浓度增大，水解速度和终究水解率都下降。这是由于硫酸钛质量浓度增大今后，溶液中离子强度增高，薪相较难沉积分出。当硫酸钛质量浓度为204g/L时，水解率大于90%。因而，断定较佳的硫酸钛质量浓度为200g/L。图6  硫酸钛质量浓度对硫酸钛水解率的影响 4、水解进程中偏钛酸的粒度散布 将F＝1.75、钛质量浓度（以TiO2计）140g/L的硫酸钛溶液加热至102℃进行水解，反响进程中，守时取样分析水解产品偏钛酸的粒度散布。不同反响时刻下偏钛酸的粒度散布如图7所示。能够看出：反响开端阶段，偏钛酸粒度随时刻的延伸而增大；反响后期粒度根本坚持不变。图7  不同反响时刻偏钛酸的粒度散布 5、硫酸酞溶液制备和水解工艺的断定 依据上述实验成果，硫酸钛溶液最佳水解条件断定为：硫酸钛质量浓度200g/L，F＝1.9，反响温度110℃，水解时刻4h。将上述参数代入式(7)和(9)中，得硫酸钛溶液制备最佳条件为：硫酸质量分数43.4%，酸固质量比为1∶1。 （三）偏钛酸的SEM表征 反响产品偏钛酸充沛枯燥后，涣散在洁净的金属铝箔表面，用扫描电镜分析其描摹，成果如图8所示。能够看出，偏钛酸根本上为10nm左右的极微小颗粒，聚会后为2μm左右的较大颗粒，聚会体近似为球形。这种结构阐明在水解进程中发作了单一粒子生成和粒子聚合2个进程。图8  偏钛酸产品的SEM图谱 （四）水解机制分析 经过分析硫酸钛溶液水解生成偏钛酸的进程及反响产品偏钛酸的描摹，揣度水解机制为：第1阶段，硫酸钛溶液中的钛离子首要彼此结合生成线性聚合物，这种聚合物有利于锐钛矿型二氧化钛的构成，因而，硫酸钛溶液水解后悉数构成锐钛矿型偏钛酸； 第2阶段，固相物的粒度为1～3μm，偏钛酸初级粒子粒径仅为10nm，即硫酸钛溶液先生成10 nm左右的初级粒子，然后初级粒子彼此聚合构成粒径1～3μm的聚会体。跟着反响时刻的延伸，聚会体粒径逐步变大； 第3阶段，反响90min之后，此阶段，水解率缓慢添加，偏钛酸粒径没有明显改变。 上述3个阶段的反响时刻随反响温度改变略有不同：温度越高，第1阶段时刻越短；一起反响速度和水解率都较高。 （五）偏钛酸煅烧制备二氧化钛 水解制得的偏钛酸加热煅烧后能够得到二氧化钛。煅烧温度对二氧化钛晶型的影响如图9所示。图9  不同煅烧温度下的二氧化钛的XRD图谱 能够看出：在100℃下枯燥，偏钛酸晶型为锐钛矿型；煅烧温度较低时，晶型无改变，产品为锐钛矿型二氧化钛；煅烧温度高到800℃时，产品逐步转变成金红石型二氧化钛；温度为1000℃时，产品完全为金红石型二氧化钛。这阐明以本法制备的偏钛酸在不同温度下煅烧后，既可制备金红石型二氧化钛也可制备锐钛矿型二氧化钛。 三、定论 （一）用硫酸溶解高钛渣熔盐反响后的水洗物料可得到硫酸钛溶液，操控硫酸质量分数和酸固质量比能够得到不同F值和质量浓度的硫酸钛溶液。经过MATLAB拟合，断定硫酸钛溶液制备最佳条件为：硫酸质量分数43.4%，酸固质量比1∶1。该条件下制得的硫酸钛溶液质量浓度为190g/L，F＝1.9。 （二）硫酸钛水解进程中，下降溶液F值及硫酸钛质量浓度，进步水解温度，延伸水解时刻可进步水解率。最优水解条件为：温度110℃，时刻4h，硫酸钛质量浓度190g/L，F＝1.9。该条件下硫酸钛的水解率大于90%。 （三）XRD、SEM和粒度散布表征成果表明，硫酸钛的水解是分3个不同阶段进行的。

在电炉熔炼的1600~1800℃的中温条件下，除铁的氧化物被复原外，还有适当数量的TiO2被复原为贱价钛的氧化物(只要在更高的温度下，TiO2才被复原生成TiC和金属钛而溶于铁水中)。     在钛渣熔炼出炉后的冷却结晶过程中，大部分钛的氧化物与其他碱性较强的金属氧化物化合构成二钛酸盐(如FeO·2TiO2、MgO·2TiO2、MnO·2TiO2)，并与A12O3·TiO2、Ti3O5等构成黑钛石固熔体。也有少数偏钛酸盐等构成塔柱石固熔体，还有少数钛的氧化物进入硅酸盐玻璃体。钛渣熔体在空气中冷却时，其间部分贱价钛还会被氧化生成游离TiO2,当这种氧化发生在温度>750℃时，氧化产品主要是金红石型TiO2。生成了金红石型TiO2，就不能被硫酸所溶解。因而出产酸溶性钛渣，很重要的一点是在高温期尽量让其保持在复原气氛，不让空气氧化。     钛渣酸溶标明，黑铁石固熔体的钛氧化物最易溶于硫酸，金红石型TiO2不溶于硫酸。因而作为酸溶性钛渣应满意以下几点：①应含有适量的助溶杂质(主要是FeO和MgO)以及一定量的Ti2O3，以使钛的氧化物尽可能存于黑钛石固熔体中；②在工艺上采纳喷水冷却，可防止高钛渣与空气触摸氧化生成不溶于硫酸的金红石型TiO2,一起也可加速冷却速度。一般温度在＜750℃时，其钛的氧化产品为锐钛型TiO2，而不是金红石型TiO2；③像前独联体那样，在熔炼后期参加废钛屑，进步钛渣的复原度，防止高温被氧化成金红石型TiO2。     经分析攀枝花矿酸溶性钛渣物相标明，其渣中钛氧化物90％以上进入黑钛石固熔体中，有4%~7%进入硅酸盐相，有1%左右以金红石型TiO2方式存在。     钛渣中的Fe2+、Mg2+、Mn2+、Al3+为构成黑钛石固熔体供给了必要的二价和三价金属离子，它们具有安稳该固熔体的效果。其间FeO·2TiO2和MgO·2TiO2是最易溶于硫酸的，即FeO和MgO具有促进钛渣中钛氧化物溶于硫酸的效果，是酸溶性钛渣不行短少的助溶杂质。这两种氧化物增加了钛渣与硫酸的反响热，反响式如下：                             FeO+H2SO4===FeSO4+H2O+113.4kJ/mol                             MgO+H2SO4===MgSO4+H2O+163.8kJ/mol     经核算，攀枝花矿钛渣与硫酸的反响热比砂状钛铁矿(含TiO251%)只低15％左右。MgO是攀枝花矿钛渣与硫酸反响的重要热量来历，它占悉数反响热的42％左右。在酸解攀枝花矿钛渣时，当加热蒸汽压力>0.6MPa时，其反响速率较快，反响最高温度可达200℃左右。攀枝花矿钛渣具有杰出的反响功能，可满意硫酸法钛白出产的要求。     我国一些研讨和出产单位曾研制成酸溶性好的钛渣，其TiO2含量达75%~78%，当TiO2含量超越80％时，酸溶性便大为下降。一般运用档次高的钛渣时，需求运用更浓的硫酸才干使其酸解。用两广钛铁矿和用攀枝花钛精矿都能炼制出酸溶性好的钛渣。上海东升钛厂曾在年产2000吨硫酸法钛白出产设备上，完成了用南边流程出产的酸溶性好的钛渣制取出BA-0101型钛。

钛是一种银白色金属，密度4.5，熔点1660℃，沸点3287℃。钛的机械强度大，耐高温、耐超低温，简单加工，有杰出的抗腐蚀功能，不受大气和海水的影响，在常温下不会被稀、稀硫酸、硝酸或稀碱溶液所腐蚀，只要、热的浓、浓硫酸才对它作用。钛的氧化物二氧化钛（钛白），具有无毒、杰出的物理化学稳定性、折射指数高以及很强的白度、上色力、遮盖力、耐温性、抗粉化等特征，被称为“颜料之王”。　　钛是典型的亲石元素，常以氧化物矿藏呈现。地壳中含TiO2在1％以上的矿藏有80余种，具有工业价值的有15种，我国首要运用的钛矿藏有钛铁矿、金红石和钛磁铁矿等。钛矿石经处理后得到，再用镁复原而制得金属钛。　　钛质料首要用来出产钛白、金属钛(海绵钛)、含钛钢以及焊条涂料。钛白不仅是功能优异的白色颜料，并且是重要的化工质料。它广泛用于涂料、油墨、塑料、橡胶、造纸和化纤工业。钛白涂料，色彩鲜艳，色彩纯粹；钛白是纸张的高级填料，使纸张薄而不通明，白度高，光泽好，强度大。钛白用于塑料工业，是不通明的上色剂；用于橡胶工业，使白色和淡色橡胶强度高，扩展率大，耐老化和不易褪色。它也是化学纤维的最佳消光材料，使通明的化纤具永久性消光作用，并可进步耐性。此外，还用于珐琅、电器、电子质料等方面。　　钛和钛合金首要用于航空和宇航部分。与合金钢比较，钛合金可使飞机分量减轻40%。其他如人工卫星外壳、飞船蒙皮、火箭发动机壳体、等，钛合金都可大显神通。非宇航范畴运用工业纯钛和钛合金首要在发电站冷凝器、触摸海水设备、化学设备和一些机械工程等方面，特别是海水淡化加热器用钛是钛工业开展中划时代事情。兵工部分钛首要用于舰船和武器出产。　　金属钛除首要用于出产工业纯钛和钛合金外，另一用处是为钢铁工业出产钛铁合金和含钛钢。钛在钢中作为增加元素，能够改动钢的功能。使钢在相同回火温度下，具有更高的强度和硬度，或相同硬度要求下，回火到更高的温度。现在，我国含钛钢有高强度低合金钢、结构钢、不锈钢、耐热合金、超高强度钢和磁钢等钢种系列，广泛用于轿车、船只和石油钻探等方面，已开展成为仅次于锰钢的第二大钢系。　　我国钛矿资源比较丰厚，散布在21个省区，首要产区为四川，其次有河北、海南、广东、湖北、广西、云南、陕西、山西等。我国钛资源首要是原生钒钛磁铁矿岩矿，TiO2储量占全国钛资源TiO2总量的94.28％；其次是外生钛铁矿砂矿，TiO2储量占3.71％；第三是金红石岩矿，TiO2储量占1.52％；第四是金红石砂矿，TiO2储量占0.49％。　　根据我国原生钛磁铁矿和钛铁砂矿资源储量丰厚，但散布不均，且金红石和易采选钛铁矿资源探明储量不多，以及多属原生矿和档次相对较低一级特色，现在我国钛精矿（特别金红石）和高级钛白的进口数量比较大。为确保我国钛工业的全面、和谐、继续、高效开展，有必要本着根据成矿地质条件、布局合理和浅富近易的找矿准则，重视易采选的富钛钛铁矿、特别是金红石的勘查作业，进步可运用优质钛矿资源的确保程度；一起，还要着力进步我国原生钛磁铁矿石中钛铁精矿的选冶技能和归纳收回才能，进步运用钛矿资源出产高钛渣和人工金红石，进而进步深加工钛白、海绵钛、钛金属、钛材的技能水平及经济指标，进步产品质量、商场竞争才能和出口创汇才能，以取得钛工业全面开展最佳的资源效益、经济效益和环境效益。

式中，dp碳为碳颗粒的均匀粒径；ρ钛料为钛料的密度；ρ碳为碳颗粒的密度；dp钛料为钛料的均匀粒径。    杰出流化态氯化首要条件如下。    ①流化速度(u)。挑选适合的流化速度(u)是树立杰出流化的要害。    实测的空气为流体，钛渣和石油焦不同粒径在常温下与临界流速的联系如图6所示。它标明两种物料在同一流速(u)下相比较，石油焦粒径要大一些，与经历公式相符。在实践使用中流化时一般气流速度较大，物料混合激烈，虽然两种物料密度相差较大，但因粒度也相差较多，彼此有必定份额，而且粒度也有必定规模，所以床层中分层现象并不显着。    按界说umft，事实上ut与umf之比值约为50-100,规模适当宽。有必要根据冷模试验确定好的空塔流速(u)。当流化速度低时，氯化速度低，生产率也低；当流化速度高时，细粉料被带出炉外的量大；下降了在炉内的停留时间，尾氯中含氯量增加对氯化进程是晦气的，增加了环保处理费用。适合的流化速度u是umf的5-10倍。[next]    ②炉体的结构。流态化氯化炉的炉体结构对构成杰出流化有很大影响。常见的为分散型，首要参数有流态化段高度-直径比、扩大段直径一流化态段直径比等。结构简略的分散型流态化氯化炉首要由炉体、气流散布器、加料器、排渣器、气固分离器和丈量外表组成。炉体按部位由炉顶、炉身和炉底三部分组成。按结构，外层是钢材焊接而成的炉壳，炉壳内层是密封和融热材料，最里层是炉壁。炉壁可由数层耐火和保温材料砌成，或用耐高温、耐腐蚀、耐冲刷、气密性好的料捣固而成。常选用酸性或半酸性耐火材料作炉衬材料，如石英砂、炭砖等。特别是流态化段，温度高、浓度大、含碳量高，易被反响熔融。物料对炉壁冲刷严峻加剧损坏，为提高炉龄常把炉壁加厚。为避免渗漏内衬砌筑最好趁热打铁，避免在续接处渗氯。    炉壁结构举例：外层为捣固层，用矾土骨料混凝土或磷酸盐捣固材料捣固而成。厚度185mm。第二层为耐火砖，用豁土砖或其他半酸性耐火砖砌成。流态化段厚度为165mm,扩大段厚度为120mm，过渡段用异型砖。流态化段加厚两层。第三层为熔铸层，用电极糊熔铸而成。厚度200mm。流态化段内层为预制圈层，它用磷酸铝矾土骨料混凝土捣固预制的。便于损坏时替换。厚度约为300mm。    炉体首要参数及生产能力见表1。     ③的浓度和流量的影响。一般的浓度越高越好，一般最低浓度>70％（体积），浓度太低影响反响速率，生产能力下降，带人其他成分的气体对TiC14的冷凝晦气。流量操控在u答应规模内，u大一点，氯化反响速率高，生产能力高。    ④反响温度。在温度升高时流态化氯化速度跟着加速。在流态化炉高钛渣加碳氯化试验标明，在低温（300-700℃）区，化学反响是操控过程；在高温区，即温度大于700℃时，分散为操控过程。在实践中流态化氯化的操作温度都在比较高的温度下进行，便于取得高的氯化速度。因为氯化高温下的腐蚀性强，为使工艺安全，给设备制作带来许多困难，也使造价升高。较适合的温度为900~1000℃。    氯化工艺特色比较见表2。[next] [next]     一般操作中常用普通外表粗略地判别流化情况，富钛料流态化氯化常用的判别根据如下。    ①床层压降的脉动振幅小，频率高，流化质量好。    ②流态化层中轴向和径向温度越均匀共同，温度误差越小，流化质量越好；测点上温度安稳，反映流化床层波。    ③排渣困难，炉渣流动性差；流化质量差。    ④炉气中游离氯<1.0％，标明床层中与物料触摸充沛、氯化彻底，流化质量好。    流态化氯化炉呈现异常现象的判别和处理见表3。

作为矿藏加工的无机化工产品钛的出产，应该说从1918年的硫酸法开端，到氯化法的研讨直至1958年的工业化出产，一直伴随着很多废副处理之问题。不管硫酸法仍是氯化法，别离进程均是无机化工的实质。众所周知，质量、环保、健康，与之对应的国际标准是ISO 9000、ISO 14000, ISO 18000；这是社会前进的必然结果。20世纪80年代，在发达国家硫酸法钛、氯化法钛出产的质量现已满意使用的开展并与其同步。进人90年代，绿色运动，环保法规迫使出产者前进，废副处理及排放有必要到达法规之要求。技能的前进也使此类问题总是方便的解决。其废气、废渣、废水现已做到合格排放，或加工成其他产品。对废酸的处理和加工，国外成功的办法费用较高，在100-180＄／t钛左右；并且前国内大都未处理，专一的某厂引入的设备处理费用与国外比较，也仅在其下限，但不能连续出产，也不能满意其废酸出产量。    (1)废水    酸解尾气吸收废水，偏钛酸洗刷稀酸用石灰中和出产石膏用于建材质料。    (2)废酸    经预处理除铁浓缩，回来出产中，或用于其他需求硫酸质料的化工出产上。    (3)废渣    七水合硫酸亚铁，加工成净水剂、饲料添加剂、铁红颜料、磁性铁氧体或出产硫酸。    (4)废气    酸解尾气用水或碱液吸收，煅烧尾气用水或碱液吸收，再经静电除雾。    1.全球硫酸法钛废酸处理与归纳利用概略    硫酸法钛出产工艺自1918年到现在已有八十多年的前史，长时间的研讨与改善使其工艺已趋于完善，除操作工艺、操控手法和设备选用不同外，各公司的首要流程基本上是共同的。硫酸法的特点是质料（钛铁矿、硫酸）资源丰富，廉价易得；工艺技能老练，设备简略，易于操作办理。缺陷是工艺流程长，间歇操作，废副（硫酸亚铁、稀废硫酸和酸性污水）排放量大。在20世纪80年代后期和90年代初期，硫酸法钛出产工艺引人不同的改善办法，对废酸、废水、废气进行归纳开发管理，使硫酸法与氯化法在环保上不再有更大不同。    在用硫酸法出产钛时，不管选用钛精矿作为质料，仍是选用高钛渣为质料出产钛均要发生很多的稀硫酸。因工艺别离技能的不同，所发生的稀硫酸的量和含量也有所不同。每出产It钛平均要副产浓度20％左右的废硫酸6-8t，其典型组分见表1。 [next]     2.国外首要硫酸法出产钛的废酸处理概略    国外首要硫酸法出产钛的废酸处理状况及方法见表2.[next]     3.具有代表性的废酸浓缩工艺    (1)芬兰技能芬兰Ruma-Repola公司是芬兰一家大的公营工程公司。公司部属五个部分，Rosenlew工程部致力于工业环境保护工程技能，特长为工业废水和废酸的管理。据称，他们供给的蒸腾设备占国际蒸腾量的50％，为国际第一。    Rauma公司的浓缩设备，已在德国、芬兰等国的钛出产厂中使用。据介绍，1981年在德国（原西德）拜耳公司树立一套中试设备，选用强制循环，废酸结尾浓度为65％。1982年按中试工艺，建了一个三段蒸腾的浓缩设备，每小时处理量为30t，出产78％酸。    1987年再次为拜耳公司供给一套更大的废酸浓缩设备，蒸腾量为58t/h,且设备材料方面做了很大的更新，选用玻璃钢衬聚氯乙烯材料，该设备1989年已投产。    1989年又为芬兰科米拉公司在波里的钛白厂树立一套废酸浓缩设备。    在我国，Rauma公司从前洽谈向淄博临淄有机化工厂、保定第二化工厂的车间供给废酸浓缩设备。据称，还为甘肃404厂15 OOOt/a钛白车间供给钛液浓缩、真空结晶等设备。因为其他原因而未施行。    1990年，芬兰劳马公司在南京同南京油脂化工厂等单位就废酸浓缩技能进行沟通。他们介绍了20％废酸经一段蒸腾浓缩至70％以及20％废酸分三段蒸腾至70％的浓缩设备。鉴于一段蒸腾的两条线和三段蒸腾的一条线价格仅差20多万美元，而一段蒸腾每蒸腾It水需耗1. 2t蒸汽，三段蒸腾仅耗蒸汽0. 7t（见下图）。因而，南京油脂化工厂曾计划引入该技能，并由化三院供给可行性研讨报告，l0kt/a钛扩改建工程项目，后未施行。

（一）钒钛磁铁矿石     岩浆型钒钛磁铁矿石是我国钛和钒的主要资源。矿石中主要有用矿物有钛磁铁矿和钛铁矿，以中粒嵌布为主；脉石主要是硅酸盐矿物，有的也有碳酸盐矿物和磷灰石等；常伴生钒、硫和钴等成分。钒和钴常呈铁的类质同像分别赋存于钛磁铁矿和黄铁矿中。此类矿石的选矿，一般是先用弱磁选分出钒铁精矿，再用重选、强磁选、浮选、电选联合方法从尾矿中回收钛铁矿和用浮选回收黄铁矿，钒铁精矿所含的钛是选矿无法除去的，可以在冶炼中分离。为了满足高钛渣炼铁必需的渣量，过分提高钒铁精矿的铁品位，有时是不合理的。从磁选尾矿中回收钛的流程，首先要保证得到优质钛精矿。研究了重选、浮选、重选-浮选、重选-强磁选-浮选、重选-强磁选等各种流程。钛铁矿精矿用电选精选，可将二氧化钛品位提高到48%以上，钛铁矿的浮选是在酸性矿浆中进行的，浮选黄铁矿回收钴应在浮选钛铁矿前进行，如果矿石含有碳酸盐矿物，必须预先浮出。     钒铁精矿中钒的提取用冶炼方法有火法和湿法两种，火法提钒是钒铁精矿经高炉冶炼得含钒铁水，再经转炉吹炼钒渣，钒渣进一步用湿法提炼得含钒产品。火法提钒已用于工业生产中，但钒的回收率较低，湿法提钒是铁精矿直接进行钠化焙烧浸出，得到含钒和含铁产品，含铁产品送往炼铁。湿法提钒，资源的综合利用较好，钒的回收率较高，但尚处在工业试验阶段。热液型含钒铁矿石的提钒方法与以上相同。     （二）钛铁矿砂矿     钛砂矿中钛矿物以钛铁矿为主，金红石、白钛石和锐钛矿等较少；常与锆英石和独居石等共生，重砂矿物呈细粒状态；脉石以硅盐矿物为主，生产上采用重选，磁选和电选联合流程。砂矿先经圆锥选矿机、扇形溜槽、螺旋选矿机、跳汰或摇床等预先富集，得到含重砂矿物的粗精矿，再用中、强磁选回收钛铁矿；强磁选回收独居石；摇床除脉石;电选分离锆英石与金红石，得到多种精矿。为了得到合格精矿，一般粗精矿的精选流程作业多，变化大，有时钛铁矿精矿用浮选进一步除磷。     除钒钛磁铁矿石和钛砂矿外，还有少数钛的脉矿。对变质基性岩型金红石矿石用重选-强磁选-电选、浮选和浮选-焙烧磁选等流程试验，得到金红石精矿。对辉长岩型含磷灰石钛铁矿石用浮选-重选流程试验，得到钛铁矿和磷灰石两种精矿。     由于高钛矿物资源有限，研究了从钛铁矿制取入造金红石的各种方法，例如，选择氯化法和还原锈蚀法等。     （三）含钒炭质板岩     沉积型含钒炭质板岩也是我国钒矿资源中重要的一种，目前还处在研究阶段。矿石中钒呈微业嵌布的钒云母等矿物或及附状态存在，用选矿方法不易富集，因而研究了湿法冶金提钒。矿石先经煅烧除去炭质，然后进行钠化焙烧和水浸出。水浸残渣再用酸浸可以进一步提高钒的浸出率，有时原矿选经浮选富集成含钒粗精矿，再焙烧浸出，可以显著降低酸耗。

第一，钒钛磁铁矿石。岩浆型钒钛磁铁矿石是我国钛和钒的主要资源。矿石中主要有用矿物有钛磁铁矿和钛铁矿，以中粒嵌布为主;脉石主要是硅酸盐矿物，有的也有碳酸盐矿物和磷灰石等;常伴生钒、硫和钴等成分。钒和钴常呈铁的类质同像分别赋存于钛磁铁矿和黄铁矿中。此类矿石的选矿，一般是先用弱磁选分出钒铁精矿，再用重选、强磁选、浮选、电选联合方法从尾矿中回收钛铁矿和用浮选回收黄铁矿，钒铁精矿所含的钛是选矿无法除去的，可以在冶炼中分离。为了满足高钛渣炼铁必需的渣量，过分提高钒铁精矿的铁品位，有时是不合理的。从磁选尾矿中回收钛的流程，首先要保证得到优质钛精矿。研究了重选、浮选、重选-浮选、重选-强磁选-浮选、重选-强磁选等各种流程。钛铁矿精矿用电选精选，可将二氧化钛品位提高到48%以上，钛铁矿的浮选是在酸性矿浆中进行的，浮选黄铁矿回收钴应在浮选钛铁矿前进行，如果矿石含有碳酸盐矿物，必须预先浮出。 钒铁精矿中钒的提取用冶炼方法有火法和湿法两种，火法提钒是钒铁精矿经高炉冶炼得含钒铁水，再经转炉吹炼钒渣，钒渣进一步用湿法提炼得含钒产品。火法提钒已用于工业生产中，但钒的回收率较低，湿法提钒是铁精矿直接进行钠化焙烧浸出，得到含钒和含铁产品，含铁产品送往炼铁。湿法提钒，资源的综合利用较好，钒的回收率较高，但尚处在工业试验阶段。热液型含钒铁矿石的提钒方法与以上相同。 第二，钛铁矿砂矿。钛砂矿中钛矿物以钛铁矿为主，金红石、白钛石和锐钛矿等较少;常与锆英石和独居石等共生，重砂矿物呈细粒状态;脉石以硅盐矿物为主，生产上采用重选，磁选和电选联合流程。砂矿先经圆锥选矿机、扇形溜槽、螺旋选矿机、跳汰或摇床等预先富集，得到含重砂矿物的粗精矿，再用中、强磁选回收钛铁矿;强磁选回收独居石;摇床除脉石;电选分离锆英石与金红石，得到多种精矿。为了得到合格精矿，一般粗精矿的精选流程作业多，变化大，有时钛铁矿精矿用浮选进一步除磷。 除钒钛磁铁矿石和钛砂矿外，还有少数钛的脉矿。对变质基性岩型金红石矿石用重选-强磁选-电选、浮选和浮选-焙烧磁选等流程试验，得到金红石精矿。对辉长岩型含磷灰石钛铁矿石用浮选-重选流程试验，得到钛铁矿和磷灰石两种精矿。 由于高钛矿物资源有限，研究了从钛铁矿制取入造金红石的各种方法，例如，选择氯化法和还原锈蚀法等。 第三，含钒炭质板岩。沉积型含钒炭质板岩也是我国钒矿资源中重要的一种，目前还处在研究阶段。矿石中钒呈微业嵌布的钒云母等矿物或及附状态存在，用选矿方法不易富集，因而研究了湿法冶金提钒。矿石先经煅烧除去炭质，然后进行钠化焙烧和水浸出。水浸残渣再用酸浸可以进一步提高钒的浸出率，有时原矿选经浮选富集成含钒粗精矿，再焙烧浸出，可以显著降低酸耗。

一、概述 用普通大型高炉冶炼钒钛磁铁矿,尤其是冶炼时炉渣中TO2>22%的高钛型钒钛磁铁矿,曩昔国内外都认为是不可能的。因为技能上的原因,用惯例办法冶炼将会呈现炉渣粘稠,渣铁不分,炉缸堆积等现象,使正常出产难以进行。 我国攀枝花区域蕴藏着丰厚的钒钛磁铁矿,是我国三大铁矿之一。与铁矿共生的钒、钛资源在全国和国际都占有重要位置。 通过60年代中期的大规划工业性科学实验,处理了根本工艺问题,创始了高炉冶炼钒钛矿技能,为攀枝花资源的开发利用奠定了根底。并因而曾获国家发明奖。但因为一些重要的技能难题未能处理,如泡沫渣、铁水粘罐、铁损高以及档次低、渣量大等问题长时间困扰出产,冶炼工艺及操作技能也尚不彻底    泡沫渣、铁水粘罐、粘渣、铁损高、脱硫才能低是老练,使攀钢高炉目标低下。自1970年投产后,历经10年,高炉利用系数才到达不高的规划目标(1－40t/m3·d ),尔后长时间徜徉在1.5～1.6t/m3·d的较低水平,且耗费高,焦比在620kg/t以上,经济效益差,比年亏本。 进入90年代中期,攀钢以钒钛磁铁矿高炉强化冶炼为中心,展开了体系的科技攻关,进行了系列的科学实验和理论研讨,成功地开发了钒钛磁铁矿高炉强化冶炼的新技能,获得严重的打破性发展。使各项目标大幅度进步,在入炉档次低的质料条件下,高炉利用系数到达国内外先进水平,自1998年下半年以来,利用系数(未经折算的实践值)一向保持在2.0t/m3·d以上，1999年一季度均匀利用系数为2.143t/m3·d，入炉焦比降到484kg/t，吨铁喷煤98.54Kg，获得巨大经济效益（表1）。 表1　攀钢炼铁厂1990～1998年度首要技能经济目标 Table1 Maintechnicaleconomicindexfrom21990to1998forIronmakingPlantofPangang二、首要技能难题的打破 泡沫渣、铁水粘罐、粘渣、铁损高、脱硫才能低是钒钛矿高炉冶炼实验中的重要技能难题,也是攀钢高炉投产后长时间困扰出产的首要问题。 （一）泡沫渣问题       冶炼钒钛矿的高炉渣流入渣罐后,发生很多气体,使炉渣成泡沫状欢腾上涨,溢出罐外。而涨落之后,罐内只要小半罐渣,渣罐容积不能充分利用,而高炉则因出不净渣铁,导致炉内压差升高,被逼减风,无法进步冶炼强度。 通过理论研讨和出产实验,弄清了泡沫渣构成机理并找到了消除办法。从热力学分析，渣中TiO2被TiC以及饱满碳和非晶太碳复原发生很多CO气体，是导致欢腾现象的原因（图1） 图1  有关TiC反响的△G与t的联系从动力学分析，当渣中发生的CO气泡的生成速率和气泡的稳定性到达必定程度时，泡沫渣就发生欢腾现象。 Vt≥15.56u-0.3016式中Vt－气泡发生速度 CTi(C,N)－Ti(C,N)在渣中的浓度 u－参数，取值1～8 △    G－形核的活化能 △    Gf－气、渣二相体积自由能改变 △    Gh－复原成CO的化学反响自由能改变。 根据对首要参数的分析，可得出泡沫渣构成的区间（图2） 图2  泡沫渣构成的条件（全钒钛高钛渣）通过调整炉渣成分，操控渣中TiO2在23%～24%，改变了钛渣结构，使渣中TiO2活度下降，并进步炉内高温区的氧势,然后按捺了TiO2的过复原,有用地消除了泡沫渣欢腾现象。 （二）铁水粘罐问题 铁水粘罐是钒钛矿冶炼的特有现象。普通矿冶炼时铁水罐尽管也有粘结的状况,但其粘结物的熔化温度低于出铁温度,下次出铁时可被熔化,罐衬越刷越薄,一般可用300～400次。而钒钛铁水的粘罐物中则因含有V、Ti的氧化物,熔点很高,高于出铁温度,在下次出铁时不能被熔化,越结越厚,铁水罐只能用几十次。严重影响了高炉正常出产。 在研讨弄清了粘罐的机理后,发明晰吹氧化罐和氧燃化罐技能熔化粘罐物,又采纳冷扣罐、喷涂和运用腊石砖砌罐帽,炉前选用焖砂口操作根绝高炉渣过渣进罐,铁水罐加蛭石保温等办法,彻度处理了铁水粘罐问题。 （三）消除粘渣和下降铁损 跟着高炉内复原进程的进行,炉渣中一部分TiO2被复原生成钛的碳、氮化合物。TiC的熔点为3140℃±90℃,TiN 熔点为2950℃±50℃,远高于炉内最高温度,它们通常以几微米但具有极大比表面积的固相质点弥散在炉渣中和包裹在铁珠周    围,使铁珠难以聚合,渣中带铁增多,粘度增大数十倍,构成粘渣和高铁损。因为构成“高温亲液胶体”和“类网状结构”,其粘度已不能用牛顿力学核算。实验标明,在1480℃变稠的炉渣粘度η＝2.817e105.34φ,其间 高炉选用低硅、钛操作,操控炉热水平,以按捺TiO2过复原。又选用特殊办法,使变稠的炉渣消稠,并活泼炉缸。强化炉前操作,缩短渣铁在炉内停留时间以及选用合理炉料结构,操控TiO2在适宜规划,然后有用地消除了粘渣,下降了铁损。 (四) 钛渣脱硫才能的改进 因为TiO2在炉渣中呈弱酸性,所以高钛渣的脱硫才能远低于普通高炉渣,Ls仅为5～9,而一般炉渣Ls为20～30。 实验室研讨标明,钛渣的碱度R 可表达为系数α＝0.7，β＝0.15，γ＝0.6。 通过科技攻关，采纳优选适宜的炉温、炉渣碱度，关在冶炼操作中削减其标准偏差，改进钛渣功能，添加流动性，强化冶炼，活泼炉缸以及改进入炉质料质量，进步风温，下降硫负荷，然后改进了钛渣脱硫才能,明显地进步了生铁质量,使铁水均匀含硫由0.075%降至0.054%。 三、优化炉料结构,进步钒钛烧结矿的强度 为改进质料质量,将烧结矿碱度由1.2进步到1.75,避开了钒钛烧结矿低强度区间,削减了粉末,又使高炉配猜中不再加石灰石,促进焦比下降。 为了施行精料政策,改变大渣量对强化冶炼构成的困难,近年来,将进步入炉矿石档次作为优化炉料结构的要点之一。通过适度进步钒钛铁精矿档次,添加烧结中富矿粉用量以及进步熔剂的有用CaO等办法,使入炉矿石档次由1995年的45.47%进步至1998年的46.57%，1999年1季度又进步至47.01%。不只入炉铁量添加,并且因为渣量削减,改进了炉内压差散布,下降了铁损和焦比,使攀钢高炉获得了进步1%档次,添加产值3%以上的效益。 高钛型钒钛磁铁精矿的特色是TiO2、Al2O3高, SiO2低,成球性差,液相量少,是一种特别难烧的矿石。针对上述特色,成功地开发了一系列技能办法,如高负压厚料层操作、配加生石灰和钢渣、富氧焚烧、添加复合粘结剂、选用ISF偏析布料技能、燃料二次分加、烧结矿喷洒卤化物等，使钒钛烧结矿的冷、热强度明显进步，质量改进，产值添加。 四、高炉操作的优化与冶炼的强化 在处理了钒钛矿冶炼的技能难题、出产步入正常的根底上,环绕高炉冶炼,不断优化工艺操作参数和操作准则,发明晰一套完善的工艺技能。包含钒钛矿冶炼合理的热准则与造渣准则,上部调剂的高压操作、无钟炉顶的多环布料与中心加焦技能,中部调剂操控适宜的暖流强度,下部调剂以120～150KJ/s的高鼓风动能以及防止钛渣变稠的特有办法来到达活泼炉缸,强化冶炼的意图。 喷吹煤粉关于冶炼高钛型钒钛矿的攀钢高炉,长时间以来一向是技能领域里的一个禁区。1967年在首钢老2号高炉进行钒钛矿冶炼模仿实验时,曾两次试喷煤粉均告失败。因为一部分未彻底焚烧的煤粉进入炉缸，与高温熔渣触摸，构成渣焦反响，碳与效果的成果，生成高溶点的钛的碳氮化合物。TiO2＋3C＝TiC＋2CO2，    △F0t＝125500－80.29T；TiO2＋3C＋1/2N2＝TiN＋2CO2，△F0t＝90100－61.24T。使炉渣变稠，渣铁难分，正常出产无法进行，被逼停喷。 从80年代开端,攀钢高炉再次实验喷吹煤粉。为了确保煤粉的快速彻底焚烧,防止炉渣变稠,研发发明晰氧煤喷。据查新,其时在国内外均属创始。1991年攀钢高炉氧煤混喷技能又列入国家“八五”要点科技攻关项目,进一步完善了喷吹体系,并进行了不同结构氧煤的出产实验(图3),获得较好效果,完成了用最少数氧到达最大喷煤量的意图。现在,喷煤量已到达均匀120kg/t的水平。 此外,攀钢高炉还开发了钒钛矿冶炼的富氧鼓风、炉前操作的强化技能与焖砂口的运用等。 图3  氧煤结构示意图    为了树立高炉冶炼钒钛矿的数学模型,以逐步完成冶炼进程的自动化操控,在攀钢4号高炉开发了核算机专家体系。用美国西屋公司WDPF核算机开发炉况判别和热状况判别两个子体系,热状况又以预告铁水钛含量作为高炉操作炉热水平操控的根据。［Ti］的预告选用自适应和人工神经网络归纳预告体系，当炉况正常时用自适应体系，炉况不顺时用人工神经网络体系预告，在差错±0.03%规划内命中率为86.8%,有必定参阅效果(图4、5、6。) 图4　攀钢4号高炉炉况断定及操作辅导专家体系结构图图5　铁水钛含量归纳预告体系结构图6　神经网络预告钛含量结构五、冶炼钒钛矿的高炉炉体解剖及护炉效果研讨 为了深化探究高炉冶炼钒钛矿的规则,在410厂0.8m3小高炉进行了解剖实验0。该高炉用攀枝花钒钛矿冶炼,炉渣TiO2为27%～28%。 通过解剖看出,整个微观状况仍然明显地存在自上而下的块状带、软熔带、滴落带和风口回旋区。炉内剖面如图7。 图7　0.8m3高炉冶炼钒钛磁铁矿的剖面状况通过解剖实验,了解了高炉内铁、钒、钛等元素的行为,炉内温度的散布状况以及Ti (C ,N)的生成状况(图8),对钒钛矿高炉冶炼的理论研讨和出产实践都有重要参阅效果。 图8　不同高度上t, RFe RTi,η的改变冶炼钒钛矿对高炉的炉缸、炉底有维护效果。这是在攀钢1、2、3号高炉大修停炉查询时观察到的。 冶炼钒钛矿的高炉在炉缸和炉底的砖衬上有一层结构细密的沉积物,经化学物相、岩相、X射线和扫描电镜分析,它是含有很多高熔点贱价钛化合物与特殊形状的金属铁和其它渣相矿藏的一种多相物质。沉积物的上部含有较多的黑钛石,下部含有较多的Ti(C，N)固溶体。因为熔点高,熔化终了温度达1500℃以上,在该区域的温度下不能熔化,然后维护了炉缸炉底的砖衬（图9）。 图9　攀钢2号高炉炉缸炉底腐蚀状况冶炼钒钛矿的高炉、炉缸、炉底腐蚀远较冶炼普通矿的高炉轻缓，用粘土砖砌筑炉底就可保10年以上寿数。在冶炼普通矿的高炉中配加少数含钛物料（TiO27～15Kg/t）也可起到护炉效果。1980年今后在国内高炉逐步推行，已有64座高炉运用攀枝花的钒钛矿护炉，对延伸高炉寿数起了很大效果。 六、体系理论的树立 通过很多的科学实验研讨和出产实践验证,树立了钒钛磁铁矿高炉冶炼的体系理论,归于国际创始。 这一理论包含高炉冶炼钒钛磁铁矿的根本原理,钒钛磁铁矿的复原进程,铁、钒、钛等元素在高炉内的行为,钒、钛氧化物复原反响的热力学和动力学以及高钛渣的各种特性及其机理,高炉冶炼钒钛磁铁矿的规则以及钒钛磁铁精矿的烧结特性等。 在正确理论的辅导下,攀钢高炉冶炼钒钛磁铁矿的出产技能得到迅速发展。 七、结语 攀钢高炉通过科学实验和技能攻关,成功地开发了钒钛磁铁矿强化冶炼的新技能,树立了善的理论与运用技能,使首要出产目标获得严重打破。在入炉矿石档次仅46%的条件下,运用难冶炼的钒钛矿,高炉利用系数到达2.0t/m3·d以上,居国内外同类型高炉前列。因为规划产值添加,耗费下降,质量改进以及钒制品收益添加,每年为攀钢添加经济效益达数亿元。此外,钒钛矿护炉效果在国内高炉推行运用,为延伸高炉寿数起了很大效果,社会效益也非常明显。

一、破坏的意图       通过精选的钛铁矿砂，或经开端破碎的高钛渣，其粒度都比较粗，与硫酸难以直接反响，由于钛矿与硫酸的酸解反响是液固反响，反响在矿粉的表面进行，矿粉粒度越细，其反响速率越快，反响越彻底。因而钛矿在运用前必须先磨细，以添加反响触摸面积，进步酸解率。     二、破坏的要求       磨粉的粒度的要求首先要细，应操控粒度在200目左右，才能使反响顺利进行，并得到较高的酸解率。可是对矿粉的粒度要求往往要和所运用硫酸的浓度有关，假如硫酸浓度高，例如用98％或更浓的，则矿粉粒度便不能太细，不然反响太快，容易发作冒锅事端。假如硫酸浓度低，则矿粉粒度应细一些，不然反响便不行彻底。若硫酸浓度为92.5％～96％，则操控粒度应为99％通过325目(45m)筛。若酸解锅容积为90m3，则粒度可操控在80％通过325目筛或99％通过200目筛。若选用酸溶性钛渣酸解，因发作热量少，粒度要小些。进步酸浓度、延伸反响周期、进步预热温度，能够下降矿粉粒度。       破坏的另一要求是粒度散布要窄而均匀，使酸解反响在每一颗粒上差不多一起开端和一起结束。假如颗粒巨细悬殊，则粗颗粒来不及彻底反响而总反响现已结束，会添加不反响的残渣使酸解率下降，而细颗粒则过早反响结束，就会下降钛液的稳定性，并添加发作前期水解的或许性。     三、破坏设备     1.雷蒙磨     雷蒙磨是一种摆轮式研磨机，靠摆轮的重力及离心力，对钢圈发作揉捏和研磨效果，到达破坏物料之意图。     一般运用4R(四辊)3216型雷蒙磨。这种雷蒙磨的操作，是将钛矿用斗式提升机送到料斗，然后从下料管进入磨机，在研磨辊轮和磨环(钢圈)之间通过，即被研细。这时，风机不断由自磨机底部向上吹入空气，已被破坏的细粉为空气携带出，进入离析器中，再导入旋风分离器中沉降，粗颗粒则由重力效果重返机中研磨。制品的粒度可由调理吹入空气压力的巨细来操控。     雷蒙磨操作时，应先发动主机和风机，待转速正常后即可送料。在运转过程中，应该操控和调理投料量，投料量过少，会构成空磨，投料量过大，则或许阻塞磨机。可调查主机电动机的电流巨细来做出判别，电流过小标明有空磨现象，电流过大则表明构成阻塞。此外还应依据出料粉粒的粒度调理风机风压，既要使产品粒度合格，又要尽或许使产值多一些，一般每小时产值为1.2~1.4吨。     有资料报导，向磨机中参加表面活性剂，它们被吸附后，能下降固体表面的自由能，减轻矿粉之间的凝聚力，一起表面活性剂迁移到矿砂或矿粉的缝隙中，能起到促裂效果，然后大大地进步破坏率。例如，破坏时参加0.05%的油酸，不仅能进步磨机的产值，还能将酸解率进步1％~2％。     2.球磨机     国外钛铁矿的破坏常选用球磨机。有一横卧圆筒，筒中放置研磨介质一般都是球形时，故称球磨机。球的直径巨细不等。研磨时参加矿砂，开动球磨机使圆筒滚动，球与球之间的冲突使其间的矿粉被研细，通过一般时刻即可放料，筛出磨球，从头再用。 作为介质的磨球的原料，要求硬度高，一般选用花岗岩制成。为了避免圆筒筒体被磨损，筒的内壁应以磨球相同的材料作为内衬。在引入国外的磨粉设备中，有直径2.8m,长度5.4m的热风风扫球磨机，其产能7吨/小时，适用于万吨级供应商枯燥和破坏结合运用。

钛是一种银白色金属，密度4.5，熔点1660℃，沸点3287℃。钛的机械强度大，耐高温、耐超低温，简单加工，有杰出的抗腐蚀功能，不受大气和海水的影响，在常温下不会被稀、稀硫酸、硝酸或稀碱溶液所腐蚀，只要、热的浓、浓硫酸才对它作用。钛的氧化物二氧化钛(钛白)，具有无毒、杰出的物理化学稳定性、折射指数高以及很强的白度、上色力、遮盖力、耐温性、抗粉化等特征，被称为“颜料之王”。 钛是典型的亲石元素，常以氧化物矿藏呈现。地壳中含TiO2在1%以上的矿藏有80余种，具有工业价值的有15种，我国首要运用的钛矿藏有钛铁矿、金红石和钛磁铁矿等。钛矿石经处理后得到，再用镁复原而制得金属钛。 钛质料首要用来出产钛白、金属钛(海绵钛)、含钛钢以及焊条涂料。钛白不仅是功能优异的白色颜料，并且是重要的化工质料。它广泛用于涂料、油墨、塑料、橡胶、造纸和化纤工业。钛白涂料，色彩鲜艳，色彩纯粹;钛白是纸张的高级填料，使纸张薄而不通明，白度高，光泽好，强度大。钛白用于塑料工业，是不通明的上色剂;用于橡胶工业，使白色和淡色橡胶强度高，扩展率大，耐老化和不易褪色。它也是化学纤维的最佳消光材料，使通明的化纤具永久性消光作用，并可进步耐性。此外，还用于珐琅、电器、电子质料等方面。 钛和钛合金首要用于航空和宇航部分。与合金钢比较，钛合金可使飞机分量减轻40%。其他如人工卫星外壳、飞船蒙皮、火箭发动机壳体、等，钛合金都可大显神通。非宇航范畴运用工业纯钛和钛合金首要在发电站冷凝器、触摸海水设备、化学设备和一些机械工程等方面，特别是海水淡化加热器用钛是钛工业开展中划时代事情。兵工部分钛首要用于舰船和武器出产。 金属钛除首要用于出产工业纯钛和钛合金外，另一用处是为钢铁工业出产钛铁合金和含钛钢。钛在钢中作为增加元素，能够改动钢的功能。使钢在相同回火温度下，具有更高的强度和硬度，或相同硬度要求下，回火到更高的温度。现在，我国含钛钢有高强度低合金钢、结构钢、不锈钢、耐热合金、超高强度钢和磁钢等钢种系列，广泛用于轿车、船只和石油钻探等方面，已开展成为仅次于锰钢的第二大钢系。 我国钛矿资源比较丰厚，散布在21个省区，首要产区为四川，其次有河北、海南、广东、湖北、广西、云南、陕西、山西等。我国钛资源首要是原生钒钛磁铁矿岩矿，TiO2储量占全国钛资源TiO2总量的94.28%;其次是外生钛铁矿砂矿，TiO2储量占3.71%;第三是金红石岩矿，TiO2储量占1.52%;第四是金红石砂矿，TiO2储量占0.49%。 根据我国原生钛磁铁矿和钛铁砂矿资源储量丰厚，但散布不均，且金红石和易采选钛铁矿资源探明储量不多，以及多属原生矿和档次相对较低一级特色，现在我国钛精矿(特别金红石)和高级钛白的进口数量比较大。为确保我国钛工业的全面、和谐、继续、高效开展，有必要本着根据成矿地质条件、布局合理和浅富近易的找矿准则，重视易采选的富钛钛铁矿、特别是金红石的勘查作业，进步可运用优质钛矿资源的确保程度;一起，还要着力进步我国原生钛磁铁矿石中钛铁精矿的选冶技能和归纳收回才能，进步运用钛矿资源出产高钛渣和人工金红石，进而进步深加工钛白、海绵钛、钛金属、钛材的技能水平及经济指标，进步产品质量、商场竞争才能和出口创汇才能，以取得钛工业全面开展最佳的资源效益、经济效益和环境效益。

结疤就是指氢氧化铝出产的设备表面上附着的固体物。出产过程中一切的设备都会结疤，成果使换热系数下降、外表丈量禁绝、隔膜泵后的压头增大，需求定时清洗，一切这些都影响氧化铝的正常出产。     结疤按从管子的断面来看分三层：（1）贴管壁层，土赤色，一般结合较紧；（2）中间层，灰白色，质硬且脆，易于与贴管壁层剥离；（3）贴矿浆层，易与中间层掉落，质轻，贴矿浆面呈黑色，贴中间层一面为黄色或灰色。结疤从矿藏组成来看首要是钙钛矿、羟基钛酸钙、钙霞石、赤铁矿、水化石榴等。广西平果矿和山西孝义矿溶出时结疤的特征为由钙钛矿、钙霞石、赤铁矿组成。均匀结疤速度为0.32mm/d（指一天内长出结疤的厚度）。     影响结疤生成的要素首要为：（1）温度，结疤最快的温度规模是160～210℃；（2）矿石的组成，如矿石中的SiO2以高岭石存在，则会在170℃以下就分出结疤，如果是伊里石、叶蜡石、绿泥石，则会在170～210℃时分出结疤；（3）石灰添加量，在130～170℃规模时随添加量的添加而减轻分出结疤，在170～210℃规模时随添加量的添加，分出结疤也添加；（4）溶液中氧化铝和二氧化硅的浓度添加绍疤；（5）矿浆流速添加，紊乱程度添加，结疤厚度在管道中各部位是不相同的，管道直径添加，结疤速度下降，故选用大直径单管预热能够延伸结疤周期。     结疤结瘤的避免就是设法减缓结疤的生成速度，延伸整理周期，改动结疤的成分，有利于铲除。避免办法如下：     （一）原矿浆预脱硅：使矿浆中能够导致结疤的物质先分出来而不在加热器上分出，就能有用地避免结疤。对我国高硅一水硬铝石型铝土矿，应防备硅渣结疤。选用将原矿浆送入预热之前在常压下与铝酸钠溶液反响，让矿石中的SiO2生成水合铝硅酸钠分出，预先脱出硅。常用脱硅功率来表征脱硅的好坏。脱硅功率指溶液中溶解的SiO2通过反响削减的量与原液中的量的百分比值。     脱硅功率首要取决于矿石中硅的存在形状、碱液浓度、温度、时刻、固含、石灰添加量、拌和速度及溶液中的杂质含量等要素。脱出的水合铝硅酸钠随矿浆进入高温溶出体系，起到晶种的效果，分出的固体物优先在其表面沉积，削减换热面上结疤。预脱硅时参加石灰，生成水化石榴石，能进步脱硅功率。矿石中的钛生成钛水化石榴石削减钛渣结疤。     （二）分段保温：在矿浆最易分出的温度段设置脱硅罐，使硅渣、钛渣结疤很多分出，能有用地减轻结疤的生成。各种矿石的最易分出的温度不同，需求实验决议。分段保温法对我国高硅一水硬铝石型铝土矿比原矿浆预脱法有用。     （三）添加晶种：在原矿浆预脱硅时有拜耳法的赤泥能促进水合铝酸钠的分出，进步脱硅功率。许多实验标明添加晶种能够进步传热系数。     （四）选用大直径预热器：添加矿浆活动的稳定性，坚持矿浆杰出的活动状况，能削减结疤速度。     （五）用磁场处理含硅的铝酸钠溶液：使部分硅以水合铝硅酸钠分出，避免在加热面上结疤。     （六）换热器表面作抗黏附处理能避免结疤物质在表面形面。实验标明水合铝硅酸钠颗粒表面带负电，把换热器表面阴极化可削减结疤，生成的结疤的孔隙率高、与器壁结合疏松，易于清洗。     （七）独联体用超声波处理矿浆避免结疤的实验标明，换热表面的结疤加剧；但用超声波效果换热器表面，可使结疤速度减缓。     反响器和热交换器运用一段时刻后，即便采取了防备措施，也会长出结疤。需求铲除才干保持正常出产。 换热器中的结疤结垢的清洗办法：     （一）机械清洗。多用于整理大容积设备中的结疤，也用于铲除热交换器中的结疤。法车的SAlindres厂用气动振打器铲除热交换管中的结疤，振打器由钢丝牵引，每分钟移动3m，然后用风吹净。用气动铣刀穿过每根热交换管破碎结疤，铣刀用风动设备经软管驱动。     （二）火焰整理。使用金属和结疤两者的热膨胀系数不同，加热结疤，使结疤水合物快速脱水而崩离掉落。山西铝厂火焰喷宣布的高温火焰直接烧结疤，整理高压釜中的结疤。将金属壁快速加热到300℃，可使凹形部位的结疤崩离。      （三）高压水整理。用特制的喷嘴射出高压水冲击结疤。我国用CM-3水力清洗器，压力70MPa，喷头水流束Φ1.5mm。德国的HDP332高压清洗器，最大排出压力85MPa，喷头水流束Φ1mm，排水量有50、80、200、300、500L/min五级可调，用330kW柴油机发动机驱动。对我国的高温高钛渣结疤，在水流压力为40～60MPa时就能很好清洗。     最近有人将预热器排出的蒸汽-冷凝水混合物送入结疤管中，使用蒸汽-冷凝水自蒸腾发生的高速、高温混合物来冲刷结疤。对硅渣结疤特别有用。      （四）化学清洗。化学清洗就是用某些溶剂与结疤进行化学反响，随溶剂流出，使结疤消除。化学清洗一切的溶剂一般是酸。虽然匈牙使用碱液多流变换法清洗氢氧化铝和纯碱类疤，但很有限。关于硅渣结疤和镁钛渣结疤，一般用5%～15%的硫酸和1.5%～2%的清洗。为了避免设备腐蚀，参加若丁（二邻）作缓蚀剂，用量为酸0.8%～1%。别的温度不宜高于75℃。

氯化法技能的首要过程如下：    ①氯化，用在复原气氛下氯化钛质料；    ②精馏，冷凝、精馏提纯；    ③氧化，氧化生成Ti02。    一起，还有各种经过水解TiCl4的工艺计划，但这些工艺都无商业经济价值。氧化工艺其优势地点是可循环运用，即此阶段发生的可收回返回到氯化工序中。    1．氯化    在氯化法出产钛工艺中首先要出产(TiC14）。其出产是用钛质料与烧结的石油焦饼和经预热的混合，并在800-1 000摄氏度的温度条件下反反响。其一般的氯化反响器是选用流化床反响器，也有其他的一些反响器。    氯化反响器选用钢衬耐火材料，其内部选用夹套冷却，和在高温条件腐蚀性极强，所以，乃至是选用高质量的耐火材料，其运用寿命也有限。    石油焦中的碳在氯化反响中的首要意图是移走钛矿中的氯，所以尽可能削减与金属反响的氯含量，复原剂存在Ti02的氯总是满足的。    起先的反响热是由电能供给的，运用石墨电极，开端反响时需求很多的热量，在进人氯化反响器时，焦饼与Ti02的份额需求细心操控。温度太低，TiO2变成TiCl4转化率低。其未反响的穿过反响器，而利用率低；温度太高反响器材料将熔融，阻塞气孔。    现在有部分公司具有运用钛精矿和高钛渣或金红石或板钛矿混合进料技能与商业出产能力。其进料的矿可达Ti02 60％含量，其意图是下降质料的出产成本。其他的氯化公司选用掺和质料量不能低于Ti02 85％。并且要求具有低MgO, CaO的天然金红石、人工金红石、钛渣。若Ca, Mg太高，在氯化时，构成液体氯化物如MgCl2、CaCl2会阻塞流化床排渣，形成出产不正常及停产。    从氯化反响出来的气体，不只有TiCl,和二氧化碳，并且有焦饼灰和从质猜中杂质发生的不同氯化衍生物，FeCl3、SiCl4、ZrC13、MnCl2和VOCl3等。从反响器出来，气体经过袋滤气别离尘埃，再经过冷凝器坚持200℃温度别离掉首要的FeC13。倘若选用钛精矿与板钛矿掺和进料，此间别离的FeCl3量显着增多，带来废副处理量大的问题。    2.精馏提纯    此段是冷凝并提纯Ti02气体。该气体从氯化反响器出来后，经过可调喷雾冷却和冷凝；其意图是使气体温度降到13摄氏度，刚好是TiCl4的沸点，在此条件下FeCl2、MnCl2、CaCl2、MgCl2以固体办法别离掉，并得以移出。    冷凝别离出大部分固体杂质后的TiCl4气体依旧含有许多与其沸点相似的杂质如SnCl4、Sicl4、FeCl3、MnCl2和VOC13等，削减这些杂质的量是氯化钛操作之要害因素之一。    别离VOC13是经过用亚铁或矿物油的络合办法进行。用H2S在90℃处理含杂质TiCl4，复原VOCl3成VOCl2，这以后以硫化物的铁、钒沉积别离，将AIC13转化成络合盐而别离掉。    过滤出杂质沉积的TiCl4经过进一步的细心操控蒸馏进行精制，以取得纯的TiCl4,在此处可作为商等第出售，或作为钛厂的中间产品，其质量为98. 5％，首要的微量杂质是CoCl2、SiCl4、VOC13。    3.氧化    此工段是将TiCl4与空气或氧气进行氧化反响，生成纯的TiO2和。氧化温度低于600℃时，其反响速度微乎其微；超越此反响温度反响敏捷添加，终究反响温度范围在1300-1800℃。氧化反响对产品的细度及质量是操控的要害。[next]      与在所运用的氧化温度条件下腐蚀性极强。一般的反响器选用不锈钢衬耐火材料做成。氧化反响热不能坚持满足的反响温度，有必要供给辅佐热量，一般的做法有：①TiC14和氧气／空气与少数蒸汽混合，别离预热到所需的温度，并别离进人反响器；②经过焚烧CO成CO2供给辅佐热；③氧气经过电火花加热。    在氧化时，为添加TiO2的产率，一般加晶种以促进TiO2的生成，AICI3是一个常见的辅佐材料被加到TiC14进猜中，氧化时以固体颗粒的办法生成Al203以供给所需的晶种，也可在氧化时的空气或氧气中喷人液滴，作为晶种以促进TiO2颗粒的生成。    氧化易形成Ti02结疤于反响器器壁、气体进口喷嘴及其他一些表面上，因而，有必要进行防备。在氧化工艺是非常棘手的。生成的TiO2敏捷稳定地黏附在氧化反响器器壁上、进口喷嘴外壁上，并不彻底被气体带走。    一些工厂选用接连的氮气维护其反响器气体进口部分、坚持其冷却以避免Ti02结疤沉积。也有用砂和砂烁防结疤的办法。氧化炉结疤的困难尤其是在小设备上最难战胜。锦州铁合金厂年1.5万吨氯化法钛白设备是现在全球最小的出产设备；经过该厂多年的尽力，已根本战胜氧化炉结疤之困难；由本来几小时运转周期进步到现在的接连运转11天。其除疤办法是氧化炉气膜维护和加盐除疤。    在将反响物料敏捷冷却之后，钛与气体选用旋风、布袋、电除尘等过滤进行别离。排出气体经冷凝收回，以办法贮存，并循环回氯化工段再用。    从滤器中别离出的TiO2含有很多的吸附氯，需经过加热移去，最常用的为蒸汽处理，氯被洗出并转化成，再进一步处理是用含0.1％的蒸汽除去微量的氯和得到TiO2。    TiO2终究从过滤器取出，在水中浆化，进行湿磨，进行解聚，再送人后处理进行加工，其工艺与硫酸法相同。    4.物料平衡    其首要化学反响如下：