CN106916968A - 一种杂质含量低的海绵钛的制作工艺 - Google Patents

一种杂质含量低的海绵钛的制作工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN106916968A
CN106916968A CN201710039499.0A CN201710039499A CN106916968A CN 106916968 A CN106916968 A CN 106916968A CN 201710039499 A CN201710039499 A CN 201710039499A CN 106916968 A CN106916968 A CN 106916968A
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium
magnesium
chloride
chlorine
manufacture craft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710039499.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106916968B (zh
Inventor
吴复忠
王文豪
金会心
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou University
Original Assignee
Guizhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guizhou University filed Critical Guizhou University
Priority to CN201710039499.0A priority Critical patent/CN106916968B/zh
Publication of CN106916968A publication Critical patent/CN106916968A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106916968B publication Critical patent/CN106916968B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • C22B34/1263—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining metallic titanium from titanium compounds, e.g. by reduction
    • C22B34/1277—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining metallic titanium from titanium compounds, e.g. by reduction using other metals, e.g. Al, Si, Mn

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种杂质含量低的海绵钛的制作工艺，将钛渣和石油焦混合后，悬浮在氯化钠熔盐中，通入氯气，得粗制四氯化钛；粗制四氯化钛进行离心分离，得到液相粗四氯化钛和固相残渣，液相粗四氯化钛进行蒸馏除钒，蒸馏除钒的馏出液进行精馏除硅；收集精馏设备底部馏出液，即精制四氯化钛；将金属镁装入反应器中，将氯化镁颗粒覆盖在金属镁层上，真空后，通入氮气和氯气；入炉，加入精制四氯化钛进行还原反应，排出氯化镁，即得。本发明工艺降低了产品杂质含量，改变了产品外观颜色，提高了成品率，提高了产品质量。

Description

一种杂质含量低的海绵钛的制作工艺
技术领域
本发明涉及一种海绵钛的制作工艺，特别是一种杂质含量低的海绵钛的制作工艺。
背景技术
海绵钛是金属热还原法生产出的海绵状金属钛。纯度(质量)一般为99.1％-99.7％。杂质元素(质量)总量为0.3％-0.9％，杂质元素氧(质量)为0.06％-0.20％，硬度(HB)为100-157，根据纯度的不同分为MHTiO至MHTi4五个等级。海绵钛为制取工业钛合金的主要原料。
海绵钛生产是钛工业的基础环节，它是钛材、钛粉及其他钛构件的原料。把钛铁矿变成四氯化钛，再放到密封的不锈钢罐中，充以氩气，使它们与金属镁反应，就得到“海绵钛”。这种多孔的“海绵钛”是不能直接使用的，还必须把它们在电炉中熔化成液体，才能铸成钛锭。
镁还原真空蒸馏法生产海绵钛，是将原料镁与精四氯化钛在一定条件下、在反应器内反应生产海绵钛。现实生产中遇到的难题是：由于液体镁中的杂质氧化镁比液体镁密度轻、漂浮在液体镁上面、影响还原反应速度；另一个就是其他非金属杂质夹杂在液体镁中、影响反应速度，进而影响产品质量。由于没有氯化镁存在，影响液体镁与反应器壁之间的湿润性，增加了海绵钛中的铁含量；以上问题导致了首次反应中存在大量的二氯化钛与三氯化钛进行二次反应、生成颗粒钛，影响产品外观颜色，降低成品率，影响后期蒸馏效果，增加产品杂质含量，影响产品质量；另一个就是颗粒钛夹杂在海绵钛缝隙中，堵塞液体镁上爬的通道，降低了镁的利用率，增加了成本。
发明内容
本发明的目的，是提供一种杂质含量低的海绵钛的制作工艺。本发明工艺降低了产品杂质含量，改变了产品外观颜色，提高了成品率，提高了产品质量。
本发明是这样实现的：
一种杂质含量低的海绵钛的制作工艺，包括以下步骤：
(1)将钛渣和石油焦按重量比为6-8:1混合后，悬浮在氯化钠熔盐中，通入氯气，得粗制四氯化钛；
(2)粗制四氯化钛在转速为800r/min-1200r/min下进行离心分离，得到液相粗四氯化钛和固相残渣，液相粗四氯化钛在136-145℃，0-5kPa下进行蒸馏除钒，蒸馏除钒的馏出液通过在136-145℃，-2-1kPa下进行精馏除硅；收集精馏设备底部馏出液，即精制四氯化钛；
(3)将金属镁装入反应器中，按氯化镁和镁的重量比为6-8:1将氯化镁颗粒覆盖在金属镁层上，真空40-50分钟后，通入氮气和氯气至正压0.02-0.04MPa；入炉，加入精制四氯化钛进行还原反应，排出氯化镁，即得。
前述杂质含量低的海绵钛的制作工艺，所述步骤(2)中，金属镁、氯化镁和四氯化钛的重量比为10:0.8-1.2:23。
前述杂质含量低的海绵钛的制作工艺，所述金属镁、氯化镁和四氯化钛的重量比为10:1:23。
前述杂质含量低的海绵钛的制作工艺，所述步骤(3)中，精制四氯化钛加入时，四氯化钛的加入速度为1.5-2.5t/h。
前述杂质含量低的海绵钛的制作工艺，所述步骤(3)中，通入氮气和氯气时，按流速为0.25-0.35m/s的速度通入氮气和氯气；氯气的质量流量为四氯化碳的28％，氯气的质量流量为四氯化碳的72％。
前述杂质含量低的海绵钛的制作工艺，所述步骤(3)中，入炉后的温度变化为：150℃恒温脱气1.5-2.5h；200℃恒温脱气1.5-2.5h；300℃恒温脱气1.5-2.5h；然后升温至800-880℃加入四氯化钛进行还原反应。
前述杂质含量低的海绵钛的制作工艺，分10次加入四氯化钛，第1次到第10次的重量比为0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：1.1-1.3：0.9-1.1:0.9-1.1；分10次排氯化镁，第1次到第10次的重量比为1.1-1.3：1.0-1.2：0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：1.1-1.3：1.1-1.3：0.9-1.1:0.8-1.0。
申请人对海绵钛的生产方法进行了长期的大量的试验研究，部分试验如下：
1试验材料
1.1对比海绵钛1：市售；
1.2对比海绵钛2：制作工艺为：石油焦和熔融钛铁矿在1600℃-1800℃还原得到二氧化钛，在900℃下，通入氯气和二氧化钛反应得到四氯化钛，备用；在反应罐中放入纯金属镁，充满氩气，加热使镁融化后，在800-900℃下加入四氯化钛，排出氯化镁，即得。
1.3本发明海绵钛：按实施例1进行生产。
2方法和结果
对对比海绵钛和本发明海绵钛指标进行了对比，具体结果件表1、表2和表3.
表1对比海绵钛1
表2对比海绵钛2
表3采用实施例1进行生产的海绵钛
从表1、表2和表3中可以明显看出，本发明实施例1方法所生产的海绵钛比原有工艺所生产的海绵钛质量明显提高。经检测，本发明生产的海绵钛对下游加工钛材的熔钛锭工艺带来了非常有利条件，减少了熔锭的偏析问题，及增加了熔锭坩埚的使用寿命。
与现有技术相比，本发明工艺降低了产品杂质含量，改变了产品外观颜色，提高了成品率，提高了产品质量。
具体实施方式
实施例1。
一种杂质含量低的海绵钛的制作工艺，包括以下步骤：
(1)将钛渣和石油焦按重量比为7:1混合后，悬浮在氯化钠熔盐中，通入氯气，得粗制四氯化钛；
(2)粗制四氯化钛在转速为1000r/min下进行离心分离，得到液相粗四氯化钛和固相残渣，液相粗四氯化钛在136-145℃，0-5kPa下进行蒸馏除钒，蒸馏除钒的馏出液通过在136-145℃，-2-1kPa下进行精馏除硅；收集精馏设备底部馏出液，即精制四氯化钛；所述步骤(2)中，金属镁、氯化镁和四氯化钛的重量比为10:1:23；
(3)将金属镁装入反应器中，按氯化镁和镁的重量比为7:1将氯化镁颗粒覆盖在金属镁层上，真空45分钟后，通入氮气和氯气至正压0.02-0.04MPa；入炉，加入精制四氯化钛进行还原反应，排出氯化镁，即得；所述步骤(3)中，精制四氯化钛加入时，四氯化钛的加入速度为2t/h；通入氮气和氯气时，按流速为0.30m/s的速度通入氮气和氯气；氯气的质量流量为四氯化碳的28％，氯气的质量流量为四氯化碳的72％；入炉后的温度变化为：150℃恒温脱气2h；200℃恒温脱气2h；300℃恒温脱气2h；然后升温至800-880℃加入四氯化钛进行还原反应；分10次加入四氯化钛，第1次到第10次的重量比为1：1：1：1：1：1：1：1.2：1:1；分10次排氯化镁，第1次到第10次的重量比为1.2：1.1：1：1：1：1：1.2：1.2：1:0.9。
实施例2.
一种杂质含量低的海绵钛的制作工艺，包括以下步骤：
(1)将钛渣和石油焦按重量比为8:1混合后，悬浮在氯化钠熔盐中，通入氯气，得粗制四氯化钛；
(2)粗制四氯化钛在转速为1200r/min下进行离心分离，得到液相粗四氯化钛和固相残渣，液相粗四氯化钛在136-145℃，0-5kPa下进行蒸馏除钒，蒸馏除钒的馏出液通过在136-145℃，-2-1kPa下进行精馏除硅；收集精馏设备底部馏出液，即精制四氯化钛；所述步骤(2)中，金属镁、氯化镁和四氯化钛的重量比为10:0.8:23；
(3)将金属镁装入反应器中，按氯化镁和镁的重量比为8:1将氯化镁颗粒覆盖在金属镁层上，真空50分钟后，通入氮气和氯气至正压0.02-0.04MPa；入炉，加入精制四氯化钛进行还原反应，排出氯化镁，即得；所述步骤(3)中，精制四氯化钛加入时，四氯化钛的加入速度为2.5t/h；通入氮气和氯气时，按流速为0.35m/s的速度通入氮气和氯气；氯气的质量流量为四氯化碳的28％，氯气的质量流量为四氯化碳的72％；入炉后的温度变化为：150℃恒温脱气2.5h；200℃恒温脱气2.5h；300℃恒温脱气2.5h；然后升温至800-880℃加入四氯化钛进行还原反应；分10次加入四氯化钛，第1次到第10次的重量比为1.1：1.1：1.1：1.1：1.1：1.1：1.1：1.3：1.1:1.1；分10次排氯化镁，第1次到第10次的重量比为1.3：1.2：1.1：1.1：1.1：1.1：1.3：1.3：1.1:1.0。
实施例3.
一种杂质含量低的海绵钛的制作工艺，包括以下步骤：
(1)将钛渣和石油焦按重量比为6:1混合后，悬浮在氯化钠熔盐中，通入氯气，得粗制四氯化钛；
(2)粗制四氯化钛在转速为800r/min下进行离心分离，得到液相粗四氯化钛和固相残渣，液相粗四氯化钛在136-145℃，0-5kPa下进行蒸馏除钒，蒸馏除钒的馏出液通过在136-145℃，-2-1kPa下进行精馏除硅；收集精馏设备底部馏出液，即精制四氯化钛；所述步骤(2)中，金属镁、氯化镁和四氯化钛的重量比为10:1.2:23；
(3)将金属镁装入反应器中，按氯化镁和镁的重量比为6:1将氯化镁颗粒覆盖在金属镁层上，真空40分钟后，通入氮气和氯气至正压0.02-0.04MPa；入炉，加入精制四氯化钛进行还原反应，排出氯化镁，即得；所述步骤(3)中，精制四氯化钛加入时，四氯化钛的加入速度为1.5t/h；通入氮气和氯气时，按流速为0.25m/s的速度通入氮气和氯气；氯气的质量流量为四氯化碳的28％，氯气的质量流量为四氯化碳的72％；入炉后的温度变化为：150℃恒温脱气1.5h；200℃恒温脱气1.5h；300℃恒温脱气1.5h；然后升温至800-880℃加入四氯化钛进行还原反应；分10次加入四氯化钛，第1次到第10次的重量比为0.9：0.9：0.9：0.9：0.9：0.9：0.9：1.1：0.9:0.9；分10次排氯化镁，第1次到第10次的重量比为1.1：1.0：0.9：0.9：0.9：0.9：1.1：1.1：0.9:0.8。

Claims (7)

1.一种杂质含量低的海绵钛的制作工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将钛渣和石油焦按重量比为6-8:1混合后，悬浮在氯化钠熔盐中，通入氯气，得粗制四氯化钛；
(2)粗制四氯化钛在转速为800r/min-1200r/min下进行离心分离，得到液相粗四氯化钛和固相残渣，液相粗四氯化钛在136-145℃，0-5kPa下进行蒸馏除钒，蒸馏除钒的馏出液通过在136-145℃，-2-1kPa下进行精馏除硅；收集精馏设备底部馏出液，即精制四氯化钛；
(3)将金属镁装入反应器中，按氯化镁和镁的重量比为6-8:1将氯化镁颗粒覆盖在金属镁层上，真空40-50分钟后，通入氮气和氯气至正压0.02-0.04MPa；入炉，加入精制四氯化钛进行还原反应，排出氯化镁，即得。
2.如权利要求1所述杂质含量低的海绵钛的制作工艺，其特征在于：所述步骤(2)中，金属镁、氯化镁和四氯化钛的重量比为10:0.8-1.2:23。
3.如权利要求2所述杂质含量低的海绵钛的制作工艺，其特征在于：所述金属镁、氯化镁和四氯化钛的重量比为10:1:23。
4.如权利要求1所述杂质含量低的海绵钛的制作工艺，其特征在于：所述步骤(3)中，精制四氯化钛加入时，四氯化钛的加入速度为1.5-2.5t/h。
5.如权利要求1所述杂质含量低的海绵钛的制作工艺，其特征在于：所述步骤(3)中，通入氮气和氯气时，按流速为0.25-0.35m/s的速度通入氮气和氯气；氯气的质量流量为四氯化碳的28％，氯气的质量流量为四氯化碳的72％。
6.权利要求5所述杂质含量低的海绵钛的制作工艺，其特征在于：所述步骤(3)中，入炉后的温度变化为：150℃恒温脱气1.5-2.5h；200℃恒温脱气1.5-2.5h；300℃恒温脱气1.5-2.5h；然后升温至800-880℃加入四氯化钛进行还原反应。
7.如权利要求1所述的海绵钛的制作工艺，其特征在于：所述步骤(3)中，分10次加入四氯化钛，第1次到第10次的重量比为0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：1.1-1.3：0.9-1.1:0.9-1.1；分10次排氯化镁，第1次到第10次的重量比为1.1-1.3：1.0-1.2：0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：1.1-1.3：1.1-1.3：0.9-1.1:0.8-1.0。
CN201710039499.0A 2017-01-18 2017-01-18 一种杂质含量低的海绵钛的制作工艺 Active CN106916968B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710039499.0A CN106916968B (zh) 2017-01-18 2017-01-18 一种杂质含量低的海绵钛的制作工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710039499.0A CN106916968B (zh) 2017-01-18 2017-01-18 一种杂质含量低的海绵钛的制作工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106916968A true CN106916968A (zh) 2017-07-04
CN106916968B CN106916968B (zh) 2019-04-26

Family

ID=59454080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710039499.0A Active CN106916968B (zh) 2017-01-18 2017-01-18 一种杂质含量低的海绵钛的制作工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106916968B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107119199A (zh) * 2017-07-11 2017-09-01 朝阳金达钛业股份有限公司 一种低杂质含量钛粉的生产装置及其生产方法
CN107723480A (zh) * 2017-08-23 2018-02-23 成都圻坊生物科技有限公司 一种精选钛矿的处理方法
CN108356280A (zh) * 2018-03-13 2018-08-03 昆明理工大学 一种制备球形纳米钛粉的方法
CN109306411A (zh) * 2018-10-26 2019-02-05 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 制备含钒海绵钛的方法
CN111847507A (zh) * 2020-07-06 2020-10-30 南通江山农药化工股份有限公司 一种气相法纳米二氧化钛的制备工艺
CN112166204A (zh) * 2018-06-06 2021-01-01 国立大学法人京都大学 金属钛制造装置和方法
CN112813285A (zh) * 2019-11-12 2021-05-18 新疆大学 一种含钼耐蚀钛合金短流程制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1688403A (zh) * 2002-09-07 2005-10-26 国际钛金属粉末公司 用于控制阿姆斯特朗方法所生产的粉末的尺寸的方法和设备
CN102181670A (zh) * 2011-04-25 2011-09-14 东北大学 一种镁氯循环利用制备海绵钛的方法
US20140308197A1 (en) * 2013-04-16 2014-10-16 Indra Neelameggham Production of titanium compounds and metal by sustainable Methods

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1688403A (zh) * 2002-09-07 2005-10-26 国际钛金属粉末公司 用于控制阿姆斯特朗方法所生产的粉末的尺寸的方法和设备
CN102181670A (zh) * 2011-04-25 2011-09-14 东北大学 一种镁氯循环利用制备海绵钛的方法
US20140308197A1 (en) * 2013-04-16 2014-10-16 Indra Neelameggham Production of titanium compounds and metal by sustainable Methods

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107119199A (zh) * 2017-07-11 2017-09-01 朝阳金达钛业股份有限公司 一种低杂质含量钛粉的生产装置及其生产方法
CN107723480A (zh) * 2017-08-23 2018-02-23 成都圻坊生物科技有限公司 一种精选钛矿的处理方法
CN108356280A (zh) * 2018-03-13 2018-08-03 昆明理工大学 一种制备球形纳米钛粉的方法
CN108356280B (zh) * 2018-03-13 2021-07-16 昆明理工大学 一种制备球形纳米钛粉的方法
CN112166204A (zh) * 2018-06-06 2021-01-01 国立大学法人京都大学 金属钛制造装置和方法
CN109306411A (zh) * 2018-10-26 2019-02-05 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 制备含钒海绵钛的方法
CN112813285A (zh) * 2019-11-12 2021-05-18 新疆大学 一种含钼耐蚀钛合金短流程制备方法
CN111847507A (zh) * 2020-07-06 2020-10-30 南通江山农药化工股份有限公司 一种气相法纳米二氧化钛的制备工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN106916968B (zh) 2019-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106916968B (zh) 一种杂质含量低的海绵钛的制作工艺
CN106916971B (zh) 一种质量好的海绵钛的生产方法
CA2196534C (en) Method of making metals and other elements
CN102031403B (zh) 一种高洁净度铝钛硼合金细化剂的制造方法
US2670270A (en) Production of pure dihalides
CN100469910C (zh) 一种直接从含钛矿物生产钛合金的方法
ZA200400346B (en) Medium purity metallurgical silicon and method for preparing same
CN102115831B (zh) 一种海绵钛生产方法
CN101899579B (zh) 一种含Ti钢电渣重溶工艺方法
WO2022083787A1 (zh) 一种改善纯净度、可靠性的风电齿轮用钢及其冶炼方法
CN102321817B (zh) 一种用熔分钛渣制备含钛合金的方法
CN106834747A (zh) 一种制备海绵钛的方法
CN104928486B (zh) 一种分离硅及铝硅合金的方法
CN107574318A (zh) 一种钠渣提纯分离方法及其所用的提纯设备
CN112813285A (zh) 一种含钼耐蚀钛合金短流程制备方法
CN105950880A (zh) 一种含硫钢电渣重熔工艺
CN105274619B (zh) 一种强化去除冶金级硅中硼的方法
CN107058737A (zh) 一种海绵钛的制作工艺
CN1186464C (zh) 小方坯连铸轴承钢的生产方法
CN108264088A (zh) 一种从钛钽富集渣中制备五氯化钽的方法
CN106916969A (zh) 一种海绵钛的生产方法
CN109988916A (zh) 一种倒u型联合炉生产高纯海绵钛的方法
CN107760902B (zh) 一种铝硅系铸造铝合金的精炼方法
CN108996529B (zh) 一种铍矿的熔盐氯化提取方法
CN109182781A (zh) 一种用于铝液的熔炼方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant