海绵钛的生产方法及其生产步骤

海绵钛是一种海绵状的多孔金属钛固体物。它是金属钛工业中重要中间产品,是制造钛材的原料。

海绵钛生产方法及其呈海绵状原因

海绵钛是用氯化冶金方法生产的。1910年美国科学家M. A. Hunter 首次用金属钠还原 TiCl4 制取了金属钛，这就是所谓“亨特法”,即钠还原法,该法目前被淘汰,但它开创了人类开发利用金属钛的先河。1940年卢森堡科学家W.J.Kroll用镁还原TiCh制取了金属钛,称为克劳尔法,即镁还原法。1948年美国利用镁还原法开始了海绵钛的工业生产。克劳尔法的发明及其产业化是钛发展史上的一个重要里程碑。镁还原法比钠还原法优点多，逐渐发展成为现在生产海绵钛的唯一工业生产方法。

镁还原 TiCl的反应温度低于钛的熔点，反应生产的金属钛是固体；反应生成的固体钛随反应持续进行逐渐向四周伸长；由于反应生成了副产物MgCl2,其中部分MgCl2和少量未反应的镁,会黏附在某些生成的钛产品间;在其后的真空蒸馏时又将残留在钛产品间的MgCl2和镁蒸出，因而在钛产物间形成了某些空隙。由于上述原因，还原-蒸馏的最终产物是一种多孔的像海绵状的金属钛固体物，因而称作海绵钛。

海绵钛的生产步骤

海绵钛的生产包括熔炼钛渣、氯化制四氯化钛、四氯化钛精制、还原蒸馏四部分。 目前世界上普遍采用的是镁还原-真空蒸馏法工艺。

制取海绵钛的最佳途径是将TiO2转变为TiCl,后以精TiCl为原料经还原蒸馏获得海绵钛。生产方法如图 6-2 所示，在反应容器中充填熔融状镁（熔点 650℃），同时装满惰性气体（Ar），进行电解，从上方滴下液状 TiCl4，与镁反应即可生成海绵钛。这个反应伴有激烈的放热，因此要进行风冷，其反应温度不要超过规定温度(900℃左右),同时要控制TiCl的供给速度。

在反应过程中，要适时地从反应容器内抽出其副产品氯化镁（MgCl2），原封不动地将其转到电解工艺，使 Mg 与 Cl2进行电解(再生)。真空蒸馏后要进行冷却。其次,将块状的海绵钛在剪床上进行分割剪切，再用破碎机进行细粒化，颗粒直径约在 13 mm以下。已经破碎颗粒的海绵钛进行均一化后，使用给料分装机装入充满惰性气体——氩（Ar）的筒内保存。一般情况下，在容器底部以及内壁附近的海绵钛，由于含有铁等杂质，属于中低档海绵钛，这些产品作为钢铁的添加剂来使用。高品质的海绵钛（99.5%以上)经过严格的质量检查后出厂。