當前，我國鈦工（gōng）業伴隨著世界鈦工業的增長，呈現快（kuài）速發展的勢頭。隨著需求的擴大（dà），鈦加工產能不斷提高，2004年國內鈦錠生產能力已達到約25000噸，但是，在這種高（gāo）增長的勢頭下，海綿鈦卻成為製約鈦加工的瓶（píng）頸。2004年我（wǒ）國生產的（de）海綿鈦僅為5000噸，遠遠不能滿足需求，探討（tǎo）我國海綿鈦（tài）冶煉技術的發展，建設萬噸級海（hǎi）綿鈦生產基（jī）地是非常必要的。

國內海綿（mián）鈦生產技術及改進（jìn）研究方向探討

我國海綿鈦生產，依靠國內（nèi）力量逐漸實現技術（shù）進步，從固定床氯化到沸騰氯化，從（cóng）填料塔精餾到浮（fú）閥塔精餾，從還原蒸餾（liú）分離到還原蒸餾聯合，鎂電解從（cóng）有隔板到（dào）大型無隔板，以及實現了鎂氯的閉路循（xún）環等。生產規模（mó）從百噸級到（dào）千噸級，直至達到5000噸經濟規模。

但與國外先（xiān）進（jìn）水平比較，還存在較大差距。主要表現在（zài）技術經濟指（zhǐ）標、"三廢"治理、設備配套水平和自動控製等方麵。

要把工廠規（guī）模擴大到萬噸級，實現"清潔、文明（míng）、無公（gōng）害化"的現代化生產，需要針對目前存在的問題，對（duì）現有工藝技術和（hé）設備進行改（gǎi）進研究，主要研究方向和課題可歸納如下。

1.高品位富（fù）鈦料的製（zhì）造技術西方國家使用（yòng）高品位天然金紅石和人造金紅石為原料（liào）生產海綿鈦。我國缺乏高品位的天然金紅石（shí）資源和沒有高品位人造金紅石的生產，生產海綿鈦（tài）是以含TiO2相當量（liàng）92％左右的高鈦渣為原料。高鈦渣是采用小型敞口（kǒu）電爐（lú）生產的，工廠規模小，技術和設（shè）備也很落後，因為要使用瀝青為粘結劑，環境汙染嚴重（chóng）。嚴格來講，這些高鈦渣小廠是（shì）屬（shǔ）於國家（jiā）政策該陶汰的高能耗高汙（wū）染的小電爐。

生產含TiO292％的高鈦渣的技術（shù）改進相當困難，國（guó）外也沒有相關的（de）技術。國外的大型密閉電爐隻能生產含TiO285％左右（yòu）的鈦渣。獨聯體國家（jiā）的半（bàn）密（mì）閉式（shì）電爐也隻能生產90％左右的（de）鈦（tài）渣，而且必須以優質鈦鐵礦為原料，如（rú）果以我國的鈦鐵礦為原料隻能生產85～87％的鈦渣。

與96％的天然金（jīn）紅石（雜質4％）和92～94％的人造金紅（hóng）石（雜質6～8％）比（bǐ）較，92％的高鈦渣（雜質11％）已是一種"粗糧"。所以，工廠不希望使用品位比92％高鈦渣更低的原料。

大型海（hǎi）綿鈦冶煉廠希望使用高品位富鈦料，解決高品位原料問題可供選擇的途徑有：

1）建設大（dà）型（xíng）化高品位富鈦料工（gōng）廠：

由於我國鈦資（zī）源主（zhǔ）要是低品位鈦鐵礦的（de）特點，決定（dìng）了需要采用除雜質能力強的富鈦料工藝，才能獲得高品位的富鈦料。其中，鹽酸浸出法製造人造金紅石工藝路線，除雜質能力強，可將含高鈣鎂的（de）低品位鈦精礦加工成含TiO292～94％的高品位人造金紅石，相關的技術研究已接近成熟，鹽酸可實現循（xún）環（huán）使用，補充的鹽酸可由氯化副（fù）產（chǎn）的鹽酸提供。

2）進口高品位人（rén）造金紅石：澳大利亞有十分豐富的優質鈦（tài）鐵（tiě）礦，采用還原鏽蝕法製造的人造（zào）金紅石TiO2含量達92～94％，已建成的工廠年產能力達80多萬噸。

因此，可以考（kǎo）慮從澳大利亞進口這種人造金紅石，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（de）進一步研究（jiū）

我國海綿鈦生產大型化過程中，遇到的最大困難是（shì）四（sì）氯化鈦的製造技術，包括氯化和精製兩個工序；與國外（wài）先進水平差距最（zuì）大的，也（yě）是四氯化鈦的製造技（jì）術；所以，今後應把（bǎ）沸騰氯化爐（lú）的（de）大型化、氯化技術水平的提高（包括提高鈦的氯化率、氯的利用率、氯（lǜ）化爐產能、降低尾氣氯含量（liàng）、提高四氯化鈦回收（shōu）率等）是今後研究工作的重點之一（yī）。

3.四氯化鈦除釩新工藝目前工業生產中，有銅絲、礦物油和鋁粉三種除（chú）釩方法。其中，銅絲除釩效果好，可獲得高質量的四氯化鈦，但是間歇操作，銅絲失效後的洗滌再生操作勞動強度大（dà），操（cāo）作環境差，銅耗高，除釩（fán）成本高，僅適合小規模生（shēng）產中應用。

礦（kuàng）物除釩成（chéng）本低，但（dàn）需要采用特殊的加熱方法，產生（shēng）體積龐大的殘（cán）渣液，殘渣易在加熱壁上結疤，除釩後的四氯化鈦中含有少量有機物不易分離除去，較適用於氯（lǜ）化法（fǎ）生產鈦白。

鋁粉除釩（fán）的殘渣量少，不易結（jié）疤，容易從殘（cán）渣回收釩，除釩成本（běn）低，是一（yī）種適合（hé）用（yòng）於（yú）海綿鈦生產的除釩方法。

鋁粉除（chú）釩已在獨聯體國家海綿鈦生產中成功使用多年，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（kě）行的工藝技術。但獨聯體國家使用的這種超細活性鋁粉價格昂貴，並具有（yǒu）可爆性，需要研究改進。

4.大型鎂（měi）還原蒸（zhēng）餾聯合法（fǎ）提高產品海綿化（huà）率

大型還原蒸餾聯合法生產海綿鈦，由於反應器容量的擴（kuò）大，還（hái）原反應產（chǎn）生的熱量不（bú）能有效地輸出，造成局部高溫，導致部分產品致（zhì）密化；同時也防礙加料速度的（de）提高，使生產周期增加，設備產（chǎn）能降低（dī）。

因此，有必（bì）要進一步研究改（gǎi）進大型聯合法的工藝和設（shè）備，以增加設備產能和提（tí）高產品的海綿（mián）化率。

5.大型無（wú）隔板槽鎂電解降低電耗

過去海綿鈦生產中（zhōng），鎂電解技術一直（zhí）比（bǐ）較落後（hòu），自使用110KA無隔板槽鎂電解工藝後，技術水（shuǐ）平和技術經濟指標明顯好轉。

但在引進（jìn）消化過程中，對（duì）這項技術中（zhōng）的一（yī）些技術決竅還掌握不夠，因而電流效率偏低，電耗（hào）偏高，需要進一步研究改進。

6.生產過（guò）程的自動控製和管理（lǐ）海綿鈦（tài）生產過程的自動控製技術已（yǐ）有一定的基礎，今後應進一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（bāo）裝、鎂電解全過程（chéng）的計算機控製和管理（lǐ）。

研（yán）究內容包括被（bèi）測參數的感應元（yuán）件、測（cè）量儀表、執行機構及計算機控（kòng）製等（děng），最終實現各工序的控製與主（zhǔ）控室的計算（suàn）機聯網，使海綿鈦生產管理全麵實現自動控製。

7.製鈦新方（fāng）法的研究成為（wéi）國際鈦業關注熱（rè）點（diǎn）"製鈦新（xīn）工（gōng）藝"一直是世界關注的熱點研究課題。近年來（lái），這個世界性難（nán）題的研究取得了一些進展，英國劍橋大學和澳大利亞CSIRO先後研究了幾種（zhǒng）不同的TiO2電解（jiě）法製鈦新工藝，據（jù）稱製鈦成本可降低（dī）50％左右（yòu）。美、英（yīng）聯合正在進行擴大試驗，計劃將FFC工藝推向產業化。

如果能用TiO2電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（jīn）紅石或人造金紅石為原（yuán）料（liào），其它合（hé）金元素（sù）以氧化物（wù）形式加入，這樣（yàng）製造的鈦合金成本就會大幅度降低（dī）。

通（tōng）過（guò）上述（shù）課題研究的完成，我國海綿鈦生產（chǎn）技術水平將會大幅度提升，並可為實現萬噸級規模海綿鈦生產創造條件。

再通過幾年的研究和技術攻關，我國海綿鈦生產技術將跨入世界先進水（shuǐ）平行列（liè），進而實現萬噸級生產規模。