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1概论1

1.1钛冶金发展简史1

1.1.1钛的发现及实验室研究1

1.1.2钛的工业化生产1

1.2钛资源概况4

1.2.1钛在地壳中的分布4

1.2.2钛矿物的种类及其一般特征5

1.2.3钛矿物形成的矿床6

1.2.4钛矿的储量及其开采9

1.2.5国内外钛精矿的化学组成13

1.3金属钛的应用15

1.4金属钛的生产方法简介22

2钛及其重要化合物的性质26

2.1钛的性质26

2.1.1金属钛的物理性质和热力学性质26

2.1.2钛的化学性质27

2.1.3钛的力学性能30

2.2钛的重要化合物的性质32

2.2.1氧化物32

2.2.2卤化物及氯氧化物35

2.2.3碳化物、氮化物、硼化物及氢化物40

2.2.4钛的无机盐和有机化合物43

3富钛料（人造金红石和钛渣）生产44

3.1人造金红石的生产44

3.1.1选择性氯化法45

3.1.2还原—锈蚀法46

3.1.3稀硫酸浸出法48

3.1.4 BCA稀盐酸循环浸出法49

3.1.5浓盐酸浸出法51

3.1.6选—冶联合稀盐酸加压浸出法52

3.1.7稀盐酸流态化浸出法54

3.2钛渣熔炼55

3.2.1钛渣熔炼概况55

3.2.2电炉还原熔炼钛渣的原理58

3.2.3钛渣的物相结构、化学组成及主要物理性质60

3.2.4影响钛渣熔炼的主要因素64

3.3钛渣生产工艺流程67

3.3.1原料准备68

3.3.2电炉料制备69

3.3.3电炉熔炼69

3.3.4成品渣加工70

3.4钛渣生产的主要设备70

3.4.1破碎磨粉设备70

3.4.2电炉料制备设备70

3.4.3电炉设备71

3.4.4烧穿器和渣包80

3.4.5磁选设备80

3.5钛渣生产实践80

3.5.1原料准备80

3.5.2电炉料制备81

3.5.3电炉熔炼82

3.5.4 成品渣加工85

3.6钛渣熔炼的物料平衡及热量平衡85

3.7有代表性的钛渣生产实例87

3.7.1.QIT公司的钛渣熔炼87

3.7.2南非理查兹湾公司（RBM）的钛渣熔炼89

3.7.3前苏联的钛渣熔炼90

3.7.4我国的钛渣熔炼90

3.8钛渣电炉冶炼的技术经济指标91

3.8.1我国某厂6300kV·A电炉的技术经济指标91

3.8.2前苏联半密闭电炉熔炼钛渣的主要指标91

3.9钛渣生产的发展方向92

3.9.1电炉的密闭化93

3.9.2设备的大型化93

3.9.3采用两段法炼钛渣93

3.9.4在旋流炉中熔炼钛渣94

4粗TiC14的生产——沸腾氯化及熔盐氯化95

4.1氯化过程的基本原理95

4.1.1氯化过程的热力学分析95

4.1.2氯化过程的动力学分析103

4.1.3影响氯化的因素105

4.2氯化工艺106

4.2.1氯化方法概述106

4.2.2钛渣的沸腾氯化109

4.2.3钛渣的熔盐氯化128

5粗TiCl4的精制135

5.1精制的原理和方法135

5.1.1粗四氯化钛中杂质的分类135

5.1.2用蒸馏和精馏的方法除去高沸点杂质和低沸点杂质的基本原理137

5.1.3除钒的原理和方法138

5.2精制工艺流程142

5.3精制主要设备143

5.3.1浮阀塔143

5.3.2铜丝塔146

5.3.3蒸馏釜146

5.3.4冷凝器147

5.4精制工艺147

5.4.1对粗TiCl4的要求147

5.4.2精馏塔的操作147

5.4.3铜丝塔的操作149

5.4.4精Ticl4的质量要求150

6镁还原法生产海绵钛151

6.1镁还原TiCl4反应的理论基础151

6.1.1镁还原反应的热力学151

6.1.2还原反应的机理和动力学153

6.2生产准备158

6.2.1原材料准备（加液镁工艺）158

6.2.2还原设备准备（渗钛工艺）160

6.3镁还原Ticl4的生产工艺和主要设备160

6.3.1工艺流程160

6.3.2镁还原生产过程及工艺条件的选择161

6.3.3还原结束及产品冷却、拆卸163

6.3.4还原过程可能发生的故障和处理163

6.4还原设备164

6.4.1还原反应器的类型及优、缺点164

6.4.2还原主要设备的结构165

7还原产物的真空蒸馏和海绵钛处理170

7.1真空蒸馏的理论基础170

7.1.1真空蒸馏的原理和过程170

7.1.2真空蒸馏动力学172

7.2真空蒸馏工艺流程和主要设备174

7.2.1还原—蒸馏分开式生产的工艺流程174

7.2.2 I形半联合法和倒U形联合法流程175

7.2.3真空蒸馏主要设备177

7.3真空蒸馏生产工艺181

7.3.1蒸馏设备的安装和准备181

7.3.2真空蒸馏过程及工艺条件的选择181

7.3.3真空蒸馏结束182

7.3.4真空蒸馏可能发生的故障和处理183

7.4海绵钛处理和提高产品质量的措施183

7.4.1海绵钛的处理183

7.4.2提高产品质量的措施187

7.5对镁热法海绵钛生产过程的评价191

7.5.1世界各主要海绵钛生产国近几年的产能和产量191

7.5.2我国海绵钛生产线情况统计192

7.5.3海绵钛生产过程的评价193

7.5.4海绵钛生产目前状况及发展趋势195

8 MgCl2的电解和粗镁的精炼197

8.1氯化镁电解的基本原理198

8.1.1电解的基本原理198

8.1.2电流效率和电能效率的计算199

8.1.3各种因素对电流效率的影响202

8.2镁电解的主要设备208

8.2.1电解槽208

8.2.2氯压机和阳极氯气处理系统211

8.2.3阴极气体处理系统213

8.3镁电解操作工艺214

8.3.1电解槽的烤槽和启动214

8.3.2电解槽的加料和排废电解质215

8.3.3出镁216

8.3.4出渣216

8.3.5电解槽的温度和极距217

8.3.6电解槽故障及消除方法218

8.3.7镁电解槽的节能220

8.3.8镁电解的安全技术221

8.4镁的精炼222

9海绵钛生产中的“三废”处理和工业卫生225

9.1“三废”处理225

9.1.1废气和废渣的处理225

9.1.2废水和废液的处理228

9.2工业卫生及安全229

9.2.1氯和一些氯化物对人体的危害及安全知识230

9.2.2放射性物质的危害232

9.2.3 CO的危害232

9.2.4安全防御措施232

附录235

附表1常用钛化合物的基本性质235

附表2镁还原系各组分性质比较235

附表3 TiCl4及其中所含杂质的某些性质236

附表4中国、美国、日本、前苏联海绵钛标准的主要技术指标237

附表5中国钛及钛合金牌号和化学成分（GB／T3620.1—1994）239

参考文献242