當前，我國鈦工業伴（bàn）隨著世界鈦工業的（de）增長，呈現快速發展的勢頭。隨著（zhe）需求的擴大，鈦加工產能不斷提高，2004年國內鈦錠生產能力已達到（dào）約（yuē）25000噸，但是（shì），在這種高增長的勢頭下，海綿鈦卻成為製（zhì）約鈦加工（gōng）的（de）瓶（píng）頸。2004年我國生產的海綿鈦僅為5000噸（dūn），遠遠不能滿足需求，探討我國海綿鈦（tài）冶煉技術的發（fā）展（zhǎn），建設萬噸（dūn）級海綿鈦生產基（jī）地是非常（cháng）必要的。

國內海綿鈦生產技術及改進研究方向探討

我國海綿鈦（tài）生產，依靠國內力量逐漸實現技術進步，從固定床氯化到沸騰氯化，從填料塔精餾到浮閥塔精餾，從還原蒸餾分離到還原蒸餾聯合，鎂電解從有隔板到大型無隔（gé）板，以（yǐ）及實現了鎂氯的閉路循（xún）環等。生（shēng）產（chǎn）規模從百噸（dūn）級到千噸級，直至達到5000噸經濟規模（mó）。

但（dàn）與國外先進（jìn）水平比較，還存在（zài）較大差距。主要表現在技術經濟指標（biāo）、"三廢"治理（lǐ）、設備配套水平和自動控製等方麵。

要把工廠規（guī）模擴大到萬（wàn）噸（dūn）級，實現"清潔、文明、無公害化"的現代化生產，需要針對目前存在的問題，對現有工藝技術（shù）和設備進行改進研究（jiū），主要研究（jiū）方向和課（kè）題可歸納如下（xià）。

1.高品位富鈦料的製造技術西方國家使用高品位天然金紅石和人造金紅石（shí）為原料（liào）生產（chǎn）海綿鈦（tài）。我國缺乏高品位的天然金紅石資源和沒有高品（pǐn）位人造金（jīn）紅石的生產，生產海綿鈦是以含TiO2相（xiàng）當量92％左（zuǒ）右的高鈦渣為原（yuán）料。高鈦渣是（shì）采用小型敞口（kǒu）電爐生產的，工廠規模小，技術和設備也很落後，因為要使用（yòng）瀝青為粘結劑，環境汙染嚴重。嚴格來講，這些高鈦渣小廠是屬於國家政（zhèng）策該陶汰的高能耗高汙染的小電爐。

生產含TiO292％的高鈦渣的技術改進相（xiàng）當（dāng）困難，國外也沒有相關的技術。國外的大型（xíng）密閉電爐隻能生產含TiO285％左右的鈦渣（zhā）。獨聯體國家的半密（mì）閉式電爐也隻能生產90％左右的鈦渣，而且必須以優質鈦鐵礦為（wéi）原料，如果以我國的鈦鐵礦為原料隻能生產85～87％的鈦（tài）渣。

與96％的天然（rán）金紅石（雜質4％）和92～94％的人造金紅石（雜質6～8％）比較（jiào），92％的高（gāo）鈦渣（雜質11％）已是一種（zhǒng）"粗糧"。所以，工廠不（bú）希望使用品位（wèi）比92％高鈦渣更低的原料。

大型海（hǎi）綿鈦冶煉廠希（xī）望使用（yòng）高品位富鈦料，解決高品位原（yuán）料（liào）問題可供選擇的途徑有：

1）建（jiàn）設大型化高品位富鈦料工廠（chǎng）：

由於我國鈦資源（yuán）主要是低品位鈦鐵礦的特點，決定了需要采用除雜質能力強的富鈦料（liào）工藝，才能獲得高品位的富鈦料。其（qí）中，鹽酸（suān）浸出法製造人造金紅石工藝路線，除雜質能力強，可將含（hán）高鈣鎂的低品位鈦（tài）精礦加工成含TiO292～94％的高品位人造金紅石，相關的技術研究已接近成熟，鹽酸可（kě）實現循環使用，補（bǔ）充的鹽酸可（kě）由氯化副產的鹽酸提供。

2）進口高品位人造金紅（hóng）石：澳大利亞有十分豐（fēng）富的優質鈦鐵礦，采用還原鏽蝕法製造的人造金紅石TiO2含量達92～94％，已建成的工廠年產能力（lì）達80多萬噸。

因此，可以考慮從澳大利亞進口這種（zhǒng）人（rén）造金紅石，它的粒度非常符合沸騰氯化的要求，同時還含有一定的低價鈦。

2.沸騰氯化爐的大型化技術的進一步研究

我國海綿（mián）鈦生產大型化過程中，遇到的最大（dà）困難是四氯化鈦的製造技術，包括氯化（huà）和精製兩（liǎng）個工（gōng）序（xù）；與國外先進水平差距最大的，也是（shì）四氯（lǜ）化鈦的製造（zào）技術；所以，今後應把沸騰氯（lǜ）化爐的大型化、氯化技術水平的提高（包括提高鈦的氯（lǜ）化率、氯的利用率、氯化爐產能（néng）、降低尾氣氯含量、提高四氯化鈦回收率等）是今後研究（jiū）工作的重點之一。

3.四氯化鈦除釩新工藝目前工業生產中，有銅絲、礦物油和鋁粉（fěn）三種除釩方法。其中，銅絲除釩效（xiào）果好，可獲得高質（zhì）量的四氯化鈦，但是間歇操作，銅絲失效後的洗滌再生操作（zuò）勞動強度大，操作環境（jìng）差，銅耗高，除釩成本高，僅（jǐn）適合小規模生產中應用。

礦物除釩成本低，但需（xū）要采用特殊的加熱方法，產生體積（jī）龐大的殘渣液，殘渣易在加熱壁上結疤，除釩後的四氯化（huà）鈦中含有少量有機物不易分離除去，較適用（yòng）於氯化法生產鈦白。

鋁粉（fěn）除釩（fán）的殘渣量少，不易結疤，容易（yì）從殘渣回收釩，除（chú）釩成本低，是一種適合用於海綿（mián）鈦生產的除釩方法。

鋁（lǚ）粉除釩已在獨聯體國家海綿鈦生產中成（chéng）功使用多年，北京有研院等單位已成功地完成了小型試驗研究，說明鋁粉除釩是可行的工藝技術。但獨聯體國家使用的（de）這（zhè）種超細活性鋁粉價格昂貴，並具有可爆性，需要研究改進。

4.大型鎂還原蒸餾聯合（hé）法提高產品海綿化率

大型還（hái）原（yuán）蒸餾聯合法生產海綿鈦，由於反應器容量（liàng）的擴大，還原反應產生的熱量不能有效地輸出，造成局部高（gāo）溫，導致部分產品致密化；同時也防礙加料（liào）速（sù）度的提（tí）高，使生產周期增加，設備產能降低。

因（yīn）此，有必要進一步研究改進大型（xíng）聯合法的工藝和設備，以增加設備產能和提（tí）高產品（pǐn）的海綿化率。

5.大（dà）型（xíng）無隔板槽鎂電解降低電耗

過去海綿鈦（tài）生產中，鎂電解（jiě）技術一（yī）直比較落後，自使用110KA無隔板槽鎂（měi）電解工藝後，技術水平（píng）和（hé）技術經濟指標明顯好轉。

但在（zài）引進消（xiāo）化過程中，對這項技術中的（de）一些技術決竅還掌握不夠（gòu），因而電流效率（lǜ）偏低，電耗偏高，需要（yào）進一步研究改進。

6.生產過程（chéng）的自動控製和管理海綿鈦生產過程的（de）自動控（kòng）製技術已有一定的基礎，今後應進一（yī）步研究實現從富鈦料製（zhì）備、氯化、精製、還原蒸餾、破碎、分選、包裝、鎂電解全過程的計算機控（kòng）製和管（guǎn）理。

研究內容包括（kuò）被測參數的感應元件、測量儀表、執行機構及計算機控製等，最終實現（xiàn）各工序的控製與主控室的計算機聯網，使海綿鈦生產管理全麵實現自動（dòng）控製。

7.製鈦新方法的研究成（chéng）為國際鈦業關注（zhù）熱點"製鈦新工藝"一（yī）直是世界關注的熱（rè）點研究課題。近年來，這個世界性難題的研究取（qǔ）得了一（yī）些進展，英國劍橋大學和澳大利亞CSIRO先後研究（jiū）了幾種不同的（de）TiO2電解法製（zhì）鈦新工藝，據（jù）稱製鈦成本可降低50％左（zuǒ）右（yòu）。美、英聯合正（zhèng）在進行擴大試驗，計劃將FFC工藝推向產業（yè）化。

如果能用TiO2電（diàn）解法來製造新型鈦合金，例如製造含少量鐵的鈦合金，則可以天然金紅石或人造金（jīn）紅（hóng）石為原料，其它合金元素以氧化物形式加入（rù），這樣製造的鈦合金成本就（jiù）會大（dà）幅度降低。

通過上述課（kè）題研究的完成，我（wǒ）國（guó）海綿鈦生產技（jì）術水平將會大幅度提升，並可為實現萬（wàn）噸級規模海綿鈦生產創造條件。

再（zài）通過幾年的研究（jiū）和（hé）技（jì）術攻關，我國海綿（mián）鈦生產技術將跨入世界先進水平行列，進而實現萬噸級生產規模。