鈦冶金

前言

鈦是一種具有戰(zhàn)略意義且被譽為21世紀的金屬，鈦白是當今最佳的白色顏料。近十年來隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國鈦產(chǎn)業(yè)也獲得空前發(fā)展，海綿鈦和鈦白的年產(chǎn)量已分別居世界第一、第二位。鈦和鈦白用量的增加，在一定程度上標志著國家科技和經(jīng)濟的發(fā)展，國力的增強和人民生活水平的提高。隨著我國鈦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從業(yè)隊伍迅速擴大，對鈦冶金參考書籍的需求也不斷增加。鑒于此，作者在總結(jié)本人多年來在鈦冶金科研中積累的經(jīng)驗和資料的基礎(chǔ)上，參閱了大量國內(nèi)外最新文獻和技術(shù)資料，編寫本書獻給讀者，以期對促進我國鈦產(chǎn)業(yè)的進一步持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展盡微薄之力。本書在內(nèi)容組織上力求新穎，并充分反映國內(nèi)外最新的工藝技術(shù)和動態(tài)；在方法原理的論述上，力求深入淺出，通俗易懂；在數(shù)據(jù)處理上，力求準確可靠。本書與其他同類書相比，各章有如下新內(nèi)容：第1章，國內(nèi)外海綿鈦、鈦材和鈦白生產(chǎn)的發(fā)展狀況、進展和存在問題；第2章，鈦在13個領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景；第3章，國內(nèi)外鈦資源及其利用狀況；第4章，空心電極電爐熔煉鈦渣工藝和設(shè)備，還原銹蝕法制取人造金紅石的進展；第5章，國內(nèi)外流態(tài)化氯化工藝技術(shù)、設(shè)備和操作方法的比較分析；第6章，“一步法”鋁粉除釩新方法和精餾法從四氯化鈦中分離三氯化鋁最新研究結(jié)果；第7章，國內(nèi)外倒u形和I形鎂還原聯(lián)合法工藝技術(shù)、設(shè)備和操作方法的比較分析；第8章，熔鹽電解法制鈦的研究進展和評述；第9章，連續(xù)鈉還原法制取鈦及鈦合金粉的新工藝技術(shù)；第10章，復合鈦白、鈦黃顏料和特種二氧化鈦相關(guān)內(nèi)容；第11章，三氯化鈦、硼化鈦、鈦酸鉀和鈦偶聯(lián)劑等化合物的有關(guān)近期研究結(jié)果。本書第1～4章、第6章、第9～11章由鄧國珠編寫，第5章由鄧國珠、莫畏、劉洪貴編寫，第7章由鄧國珠、王武育、劉美鳳、劉洪貴編寫，第8章由劉美鳳編寫。全書由鄧國珠統(tǒng)稿，王武育審核。

內(nèi)容概要

《鈦冶金》是《現(xiàn)代有色金屬冶金科學技術(shù)叢書》之一，屬于鈦（提?。┮苯痤I(lǐng)域的專著，其內(nèi)容包括國內(nèi)外鈦冶金發(fā)展概況和進展，鈦的性質(zhì)、用途和制取方法，鈦資源和選礦等，詳細論述了鈦渣、人造金紅石、四氯化鈦、海綿鈦、鈦（合金）粉和二氧化鈦的工業(yè)生產(chǎn)方法、原理和工藝技術(shù)，以及鈦化合物的性質(zhì)、用途和制取方法等。
《鈦冶金》通俗易懂，不僅可供從事鈦冶金生產(chǎn)、研究、設(shè)計的技術(shù)人員以及大專院校相關(guān)專業(yè)師生參考，也可作為鈦冶金生產(chǎn)一線操作工人的培訓參考書。

書籍目錄

l 概論1.1 海綿鈦生產(chǎn)發(fā)展概況1.1.1 美國的海綿鈦生產(chǎn)1.1.2 獨聯(lián)體的海綿鈦生產(chǎn)1.1.3 日本的海綿鈦生產(chǎn)1.1.4 英國的海綿鈦生產(chǎn)1.1.5 我國的海綿鈦生產(chǎn)1.2 鈦材生產(chǎn)發(fā)展概況1.2.1 俄羅斯的鈦材生產(chǎn)1.2.2 美國的鈦材生產(chǎn)1.2.3 日本的鈦材生產(chǎn)1.2.4 中國的鈦材生產(chǎn)1.3 鈦白生產(chǎn)發(fā)展概況1.3.1 世界鈦白發(fā)展概況1.3.2 中國鈦白發(fā)展概況1.4 鈦冶金技術(shù)進展和存在的問題1.4.1 鈦冶金技術(shù)進展1.4.2 鈦冶金存在的主要問題參考文獻2 鈦的性質(zhì)、用途和制取方法2.1 鈦的性質(zhì)2.1.1 鈦原子結(jié)構(gòu)和在周期表中的位置2.1.2 鈦的物理性質(zhì)、熱力學性質(zhì)和力學性質(zhì)2.1.3 鈦的化學性質(zhì)2.2 鈦的用途2.2.1 航空和航天2.2.2 艦船工業(yè)2.2.3 海洋工程2.2.4 化工和石化2.2.5 發(fā)電2.2.6 汽車2.2.7 有色冶金2.2.8 體育用品2.2.9 醫(yī)療2.2.10 生活用品和工藝品2.2.11 建筑2.2.12 鋼鐵工業(yè)2.2.13 特種功能材料2.3 鈦的制取方法2.3.1 制取鈦的各種途徑2.3.2 海綿鈦的工業(yè)生產(chǎn)方法參考文獻3 鈦礦資源及采選3.1 鈦礦物3.2 鈦礦類型3.2.1 巖漿礦床3.2.2 次生砂礦床3.2.3 變質(zhì)礦床3.3 鈦礦資源3.3.1 世界鈦資源3.3.2 中國鈦資源3.4 鈦礦選礦3.4.1 海濱砂礦的選礦3.4.2 內(nèi)陸砂礦的選礦3.4.3 巖礦的選礦3.5 鈦礦開采和應(yīng)用3.5.1 國外鈦礦的開采和應(yīng)用3.5.2 國內(nèi)鈦礦的開采和應(yīng)用3.6 國內(nèi)外各地產(chǎn)鈦礦化學組成參考文獻4 鈦渣和人造金紅石4.1 鈦鐵礦富集方法概述4.1.1 富鈦料的制造方法4.1.2 國外富鈦料生產(chǎn)概況4.1.3 國內(nèi)富鈦料生產(chǎn)概況4.2 熔煉鈦渣的基本理論4.2.1 還原熔煉熱力學4.2.2 還原熔煉動力學4.2.3 還原熔煉鈦渣過程的主要特征4.3 熔煉鈦渣的工藝及設(shè)備4.3.1 敞口電爐熔煉高鈦渣4.3.2 敞口電爐熔煉酸溶性鈦渣4.3.3 半密閉電爐熔煉高鈦渣4.3.4 密閉電爐熔煉鈦渣4.4 人造金紅石的工業(yè)生產(chǎn)方法4.4.1 電熱法4.4.2 鈦渣的進一步富集處理4.4.3 還原銹蝕法4.4.4 鹽酸浸出法4.4.5 硫酸浸出法參考文獻5 氯化制取四氯化鈦5.1 富鈦料氯化的理論基礎(chǔ)5.1.1 氯化反應(yīng)熱力學5.1.2 氯化反應(yīng)動力學5.1.3 氯化產(chǎn)物的分離原理5.2 氯化原料和氯化方法的選擇5.2.1 氯化原料5.2.2 氯化方法的選擇和比較5.3 流態(tài)化氯化5.3.1 流態(tài)化概念5.3.2 影響流態(tài)化氯化的主要因素5.3.3 工藝流程5.3.4 主要設(shè)備5.3.5 操作方法5.4 熔鹽氯化5.4.1 特點5.4.2 工藝流程和設(shè)備5.4.3 熔鹽氯化的操作5.5 氯化技術(shù)經(jīng)濟指標5.6 氯化廢料治理5.6.1 爐渣5.6.2 收塵渣5.6.3 泥漿5.6.4 氯化尾氣參考文獻6 四氯化鈦精制6.1 精制的任務(wù)和要求6.1.1 粗四氯化鈦的組成6.1.2 精四氯化鈦標準6.2 粗四氯化鈦中雜質(zhì)分類及其分離方法6.2.1 氣體雜質(zhì)6.2.2 固體雜質(zhì)6.2.3 高沸點雜質(zhì)6.2.4 低沸點雜質(zhì)6.2.5 沸點相近雜質(zhì)6.3 精餾原理及相關(guān)計算6.3.1 精餾除硅原理6.3.2 精餾塔的相關(guān)計算6.3.3 精餾法除鋁的計算6.3.4 化學法除釩6.4 精制工藝流程和設(shè)備6.4.1 精制工藝流程6.4.2 精制的主要設(shè)備6.5 精制過程的控制6.5.1 原料加入速度6.5.2 蒸餾釜的溫度和壓力6.5.3 塔頂溫度和壓力6.5.4 回流比6.5.5 蒸餾釜加熱功率6.6 三廢治理6.6.1 釜殘液6.6.2 低沸點餾出液6.6.3 精餾塔廢氣參考文獻7 鎂還原法制取海綿鈦7.1 導論7.2 鎂和氯化鎂的性質(zhì)7.2.1 鎂的基本性質(zhì)7.2.2 氯化鎂的基本性質(zhì)7.3 鎂還原反應(yīng)熱力學和動力學7.3.1 反應(yīng)熱力學分析……8 電解法制取金屬鈦9 鈦及鈦合金粉10 二氧化鈦11 鈦化合物參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：獨聯(lián)體的海綿鈦廠采用下排氯化鎂反應(yīng)器，在還原完成之后將反應(yīng)器用天車從還原爐中吊出來，對反應(yīng)器下部的排氯化鎂管進行處理，放空氯化鎂，經(jīng)組裝冷凝器后再吊人到蒸餾爐中進行真空蒸餾。還原和蒸餾分別在兩個不同的加熱爐中進行。國內(nèi)的海綿鈦廠采用上排氯化鎂反應(yīng)器，在還原完成之后不從爐中吊出，原地讓反應(yīng)器冷卻至700℃左右，在反應(yīng)器正壓條件下從反應(yīng)器蓋上拆除四氯化鈦加料管，并迅速將一片易熔金屬片（鎂片或鋁片）蓋住加料管入口，再經(jīng)組裝冷凝器后進行真空蒸餾。還原和蒸餾在同一加熱爐內(nèi)進行。兩種排放氯化鎂的方法各有優(yōu)缺點。下排式是早期鎂還原工藝采用的方式，由于生成物氯化鎂的重力作用，下排式不用單獨再設(shè)置排氯化鎂管，且氯化鎂排放較為干凈，不但節(jié)省后續(xù)蒸餾能耗和時間，更重要的是，簡化了聯(lián)合設(shè)備的大蓋及過渡段的結(jié)構(gòu)。雖然下排氯化鎂的方法具有許多優(yōu)點，但需從爐中將處于高溫下的反應(yīng)器吊出，需在熱態(tài)下對反應(yīng)器底部的排氯化鎂管進行處理，排氯化鎂管打開、再封堵時的安全性、可靠性要求較高。早期的下排式，由于反應(yīng)器底座出口與針形塞頭密封不嚴或過緊，氯化鎂泄漏的安全事故和產(chǎn)品質(zhì)量惡化的事例都有發(fā)生。目前獨聯(lián)體國家的下排式技術(shù)、工藝應(yīng)用較為成熟，但操作十分麻煩。國內(nèi)20世紀50年代，曾在上海第二冶煉廠對氯化鎂下排式進行過嘗試，但終因設(shè)備的安全性、可靠性達不到要求中斷試驗。

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《鈦冶金》：現(xiàn)代有色金屬冶金科學技術(shù)叢書。

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