當前，我國（guó）鈦工業伴隨（suí）著世界鈦工業的增長，呈現快速發展的勢頭。隨著需求的擴大，鈦加工產能不斷（duàn）提高，2004年國內鈦錠生產能力已達到約25000噸，但是，在這種高增長的勢頭下，海綿鈦卻成為製約鈦加工的瓶（píng）頸。2004年我國生產的海綿鈦僅為5000噸，遠（yuǎn）遠不（bú）能滿足需（xū）求，探（tàn）討我國海綿鈦冶煉技術的發展，建設萬噸級海綿鈦生產基地是非常必要的。

國內海綿鈦生產技術及改進研究方（fāng）向探討

我國海綿鈦生產，依靠國內力量逐漸實現技術（shù）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（yuán）蒸餾分離（lí）到還原蒸餾聯合，鎂電解從有（yǒu）隔板到大（dà）型無隔板，以（yǐ）及實現了鎂（měi）氯的閉路循環等。生產規模從百噸級到千噸級，直至達到（dào）5000噸經濟規模。

但與國（guó）外先進水平比較，還存在較大差距。主要表現在技術（shù）經濟指標、"三廢"治理、設備配套水平和自動控製等方麵。

要把工廠規模擴大到萬噸級，實（shí）現"清潔、文明、無公害化"的現代化生產，需要針（zhēn）對目前存在的問（wèn）題，對現（xiàn）有工藝技術（shù）和設備進行改進研究，主要（yào）研究方向和課題可歸納如下。

1.高品位富鈦料的製造技術西方國家使用高品（pǐn）位天然金（jīn）紅石和人造金紅石為原料生產海（hǎi）綿鈦。我國缺乏高品位的天（tiān）然金紅石資源和沒有高品位人造金紅石（shí）的生產，生產（chǎn）海綿鈦是（shì）以含TiO2相當量92％左右的高鈦渣為原料。高鈦渣是采用小型敞口電爐（lú）生產的，工廠規模小，技（jì）術和設備也很落後，因為要使用瀝青為粘結劑，環境汙染嚴重。嚴格來講，這些高鈦渣小廠是屬於國家（jiā）政策（cè）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）當困難，國外也沒有相關的技術。國外的大型密（mì）閉電（diàn）爐隻（zhī）能生產含TiO285％左右的鈦渣。獨聯體國家（jiā）的半密（mì）閉式電爐也隻能生產（chǎn）90％左（zuǒ）右的鈦渣，而且必須以（yǐ）優質鈦鐵礦為原料，如果以我國的（de）鈦鐵礦為原料隻能生產85～87％的鈦渣。

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

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

1）建設大型化高（gāo）品位富鈦料工廠（chǎng）：

由於我國鈦資源主要（yào）是低（dī）品位鈦鐵礦（kuàng）的特點，決定了需要采用除雜質能（néng）力強的富鈦料工（gōng）藝，才能獲得高品位（wèi）的富鈦（tài）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，可將含高鈣鎂的低品位（wèi）鈦精礦（kuàng）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（shí）現（xiàn）循環使用，補充的鹽酸可由氯化副產的鹽酸提供。

2）進口高品位人造金紅石：澳大利亞有十分豐富的優質鈦鐵礦，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（néng）力達80多萬噸。

因此，可以考（kǎo）慮從澳大利亞進口這種人（rén）造金紅石，它的粒度非（fēi）常（cháng）符合沸騰氯化的要求，同時（shí）還含有一定的低（dī）價鈦（tài）。

2.沸騰氯化爐的大型化技術的進一步研究

我國（guó）海（hǎi）綿鈦生產大型化過程中，遇到的最大困難（nán）是四氯（lǜ）化鈦的製造技術（shù），包括氯化和精製兩個工序；與國外（wài）先進水平差距最大的，也是四（sì）氯化鈦（tài）的製（zhì）造（zào）技（jì）術；所以，今後應把沸騰氯化爐的大型（xíng）化、氯化（huà）技術水平的提高（包括提高鈦（tài）的氯化率、氯（lǜ）的利用（yòng）率、氯化爐產能、降低尾氣氯含（hán）量（liàng）、提高四氯化鈦回收率等）是今後研究工作的重點之一（yī）。

3.四氯化鈦（tài）除釩新工（gōng）藝目前工業（yè）生產中，有銅絲、礦（kuàng）物油和鋁粉三種除釩方法。其中，銅絲除釩效果（guǒ）好，可獲得高質量的四（sì）氯化鈦，但是間歇操作，銅絲失效後的洗滌（dí）再生操作勞動強度大，操作環境差，銅耗高，除釩成本高，僅適合小規模生產中應用。

礦物除釩成本低，但需要采用特殊的加熱方法，產生體積龐大的（de）殘渣液，殘（cán）渣易在（zài）加熱壁上結疤，除釩後的四氯化鈦中含有少量有機（jī）物不易分（fèn）離除去，較（jiào）適用於氯化法生產鈦白。

鋁粉除釩的殘渣量少，不易結（jié）疤，容易從殘渣回收釩，除釩成本（běn）低，是一種適合用於海綿鈦生產的除釩方法。

鋁粉除釩已在獨聯體國家海綿（mián）鈦生產中（zhōng）成功使用多年（nián），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（lián）體國家使用的這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（dà）型鎂還原蒸餾聯合法（fǎ）提（tí）高產品海綿（mián）化率

大型還原蒸餾聯合法生產海綿鈦，由於反應器容量的擴大，還原反應產生的熱量不（bú）能有效地（dì）輸出，造成局部高溫，導致部分產品（pǐn）致密化；同時也防礙加料速度的提（tí）高，使生產周期增加，設備產能降低。

因此，有必要進（jìn）一步研究（jiū）改進大型聯合法的工藝和設備，以增加設備產（chǎn）能和提高產品的海綿化率。

5.大型無隔板槽鎂電解降低電耗

過（guò）去海綿鈦生產中（zhōng），鎂電（diàn）解技術一（yī）直比較落後，自使用110KA無（wú）隔板槽鎂電解工藝後，技術水平和技術經濟指標明顯好轉。

但在引進消化過程中，對這項技術中的一些技術決竅還掌（zhǎng）握不夠，因而電（diàn）流效率偏低，電耗偏高，需要進一步研究改進。

6.生產過（guò）程的自動控製和管理海綿鈦生產過程的自動（dòng）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（liào）製備、氯化、精製、還原蒸餾、破碎、分選、包裝（zhuāng）、鎂（měi）電解全過程的計算機控製和管理。

研究內容（róng）包括（kuò）被測參數的感應元件、測量（liàng）儀（yí）表、執（zhí）行機構（gòu）及計算機控製等，最終實現各工序的控製與主控室的計（jì）算機聯網，使海（hǎi）綿鈦生產（chǎn）管理全麵實現自動控製。

7.製鈦新方法的研究成為國際（jì）鈦（tài）業關注熱點"製鈦新（xīn）工藝"一直是世界關注（zhù）的（de）熱點研究課題（tí）。近年來，這個世界性難題的（de）研究取得了一些進展，英國劍橋大（dà）學和澳大利亞CSIRO先後研究了（le）幾種不同的TiO2電解法製鈦新工藝，據（jù）稱（chēng）製鈦成本可降低50％左右。美、英聯合正在進行擴大試驗，計劃（huá）將FFC工藝推向產業化。

如果能用TiO2電（diàn）解法（fǎ）來製造新型鈦合金，例如製造含少量鐵的鈦合金（jīn），則可以天然金紅石（shí）或人造金紅石為原料，其它合金元（yuán）素以氧化物形式加入（rù），這（zhè）樣製造的鈦合金成本就會大幅（fú）度降低。

通過上述課題（tí）研究的完成（chéng），我國海綿鈦生產（chǎn）技術水平將會大幅度提（tí）升，並可為實（shí）現（xiàn）萬噸（dūn）級規模海綿鈦（tài）生產創造條件。

再通過幾年（nián）的研究和技術攻關，我國海綿鈦生產（chǎn）技術（shù）將跨入（rù）世界先進水平行（háng）列，進（jìn）而實現萬噸級生產規模。