钒钛产品生产工艺与设备

第1章绪论1

1.1钛矿物种类1

1.2钛产品分类1

1.3钛产品的主要用途2

1.4钛的发展史2

1.5钒矿物种类3

1.6钒产品分类3

1.7钒产品的主要用途4

1.8钒的发展史4

1.9钒钛产品发展趋势6

参考文献6

第2章钒钛及其化合物的物理化学性质7

2.1金属钛的性质7

2.2二氧化钛的性质7

2.3低价钛的性质9

2.4偏钛酸的性质9

2.5四氯化钛的性质9

2.6碳化钛的性质9

2.7硫酸钛（硫酸氧钛）的性质10

2.8其他钛化合物的性质10

2.9金属钒的性质10

2.10三氧化二钒的性质11

2.11二氧化钒的性质12

2.12五氧化二钒的性质12

2.13偏钒酸铵的性质12

2.14钒铁的性质13

2.15钒铝的性质13

2.16其他钒化合物的性质14

2.17钛的毒性14

2.18钒的毒性14

参考文献15

第3章钒钛资源与产业状况16

3.1国外钛资源状况16

3.2中国钛资源状况16

3.3国外钒资源状况18

3.4中国钒资源状况19

3.5四川攀西地区钒钛资源状况20

3.6国外钛产业状况20

3.6.1钛渣20

3.6.2海绵钛及钛合金材21

3.6.3钛白22

3.7中国钛产业状况23

3.7.1钛原料23

3.7.2钛白24

3.7.3海绵钛24

3.7.4钛材25

3.7.5国家政策26

3.8攀西钛产业状况27

3.9国外钒产业状况27

3.10中国钒产业状况28

3.10.1产能及产量分布28

3.10.2消费29

3.10.3国家政策30

参考文献30

第4章钛产品生产工艺及设备32

4.1钛精矿32

4.1.1钛精矿生产原理32

4.1.2钛精矿生产工艺和设备36

4.1.3攀西某大型钒钛磁铁矿选钛

实践42

4.1.4云南某内陆砂矿选钛工艺43

4.1.5钛精矿生产新技术45

4.2钛渣46

4.2.1钛渣生产原理46

4.2.2钛渣生产过程中的原料47

4.2.3敞囗圆形电炉冶炼钛渣工艺和

设备48

4.2.4半密闭圆形电炉冶炼钛渣工艺

和设备51

4.2.5密闭圆形电炉熔炼钛渣工艺

和设备52

4.2.6矩形电炉熔炼钛渣工艺和设备53

4.2.7南非Pyromet公司密闭圆形电炉

熔炼钛渣主要技术经济指标55

4.2.8乌克兰半密闭圆形电炉熔炼

钛渣主要技术经济指标58

4.2.9RioTinto钛铁公司及国内矩形

电炉熔炼钛渣技术经济指标59

4.2.10攀钢钛冶炼厂半密闭圆形电炉

熔炼钛渣技术经济指标61

4.2.11钛渣生产新技术62

4.3人造金红石65

4.3.1人造金红石生产的基本原理

与方法65

4.3.2选择性氯化法生产人造金红石67

4.3.3电热法生产人造金红石67

4.3.4还原—锈蚀法生产人造金红石68

4.3.5酸浸法生产人造金红石70

4.3.6人造金红石生产技术经济指标73

4.3.7生产设备74

4.3.8人造金红石生产新技术74

4.4直接还原熔分渣75

4.4.1熔分渣概况75

4.4.2竖炉还原技术76

4.4.3回转窑技术77

4.4.4转底炉流程78

4.5硫酸法钛白粉78

4.5.1硫酸法钛白生产原理78

4.5.2硫酸法钛白生产工艺简介79

4.5.3硫酸法钛白生产中钛液的制备81

4.5.4硫酸法钛白生产中钛液的水解89

4.5.5盐处理91

4.5.6偏钛酸的煅烧92

4.5.7钛白后处理95

4.5.8钛白生产过程中的大型主体

设备97

4.5.9主要技术经济指标98

4.5.10硫酸法钛白生产新技术98

4.6四氯化钛103

4.6.1四氯化钛的生产原理103

4.6.2四氯化钛生产工艺和设备106

4.6.3粗四氯化钛的精制113

4.6.4四氯化钛生产技术进展116

4.7氯化法钛白118

4.7.1氯化法钛白的生产工艺流程及

特点118

4.7.2四氯化钛气相氧化制取二氧化

钛的原理120

4.7.3四氯化钛气相氧化工艺流程122

4.7.4四氯化钛气相氧化设备123

4.7.5氯化钛白后处理128

4.7.6氯化钛白生产技术经济指标128

4.8海绵钛129

4.8.1镁热还原法生产海绵钛的基本

原理129

4.8.2还原过程机理131

4.8.3蒸馏过程机理133

4.8.4镁电解机理135

4.8.5海绵钛生产工艺135

4.8.6海绵钛生产设备137

4.8.7国内某厂7.5t还蒸炉技术规程139

4.8.8海绵钛生产技术状况141

4.8.9海绵钛生产新技术142

4.9钛锭147

4.9.1真空蒸馏脱除杂质元素的机理147

4.9.2钛锭熔炼方法分类149

4.9.3真空自耗电弧熔炼原理150

4.9.4真空自耗电弧熔炼工艺与设备152

4.9.5钛锭熔炼新技术157

4.10钛（合金）材159

4.10.1钛（合金）材的种类和特征159

4.10.2钛（合金）材塑性成形原理和

特点161

4.10.3钛（合金）材塑性成形工艺

流程162

4.10.4锻造163

4.10.5轧制165

4.10.6挤压168

4.10.7拉伸169

4.10.8钛合金的技术进展172

4.11钛的衍生品173

4.11.1钛酸钡173

4.11.2钛酸钾175

4.11.3钛酸锂176

4.11.4钛酸酯偶联剂177

4.11.5钛黄178

4.11.6钛黑179

4.11.7云母钛珠光颜料180

4.12钛产品的检测181

参考文献184

第5章钒产品生产工艺及设备186

5.1钒渣186

5.1.1钒渣生产原理186

5.1.2转炉提钒工艺与设备188

5.1.3雾化提钒的工艺简介194

5.1.4石煤提钒简介194

5.1.5钒渣提取新技术195

5.2五氧化二钒196

5.2.1五氧化二钒生产方法简介196

5.2.2钒渣生产五氧化二钒的原理197

5.2.3钒渣生产五氧化二钒的工艺和

设备201

5.2.4石煤提钒206

5.2.5五氧化二钒生产新技术210

5.3三氧化二钒211

5.3.1三氧化二钒的制备方法简介211

5.3.2三氧化二钒生产基本原理212

5.3.3三氧化二钒生产工艺和设备213

5.3.4三氧化二钒生产新技术214

5.4金属钒215

5.4.1冶炼金属钒的方法分类215

5.4.2钙热还原法215

5.4.3镁热还原法216

5.4.4铝热还原法218

5.4.5真空碳热还原法219

5.4.6硅热还原法221

5.4.7氢还原法221

5.4.8冶炼金属钒新技术222

5.5钒铁合金223

5.5.1钒铁冶炼方法及特点223

5.5.2钒铁产品的牌号及成分223

5.5.3金属热法冶炼钒铁的原理224

5.5.4电硅热法冶炼钒铁225

5.5.5铝热法冶炼钒铁228

5.5.6碳还原法冶炼钒铁230

5.5.7钒渣直接冶炼钒铁231

5.5.8三氧化二钒冶炼钒铁231

5.5.9钒铁冶炼新技术232

5.6钒铝合金233

5.6.1生产概况233

5.6.2基本原理233

5.6.3国外两步法生产钒铝合金234

5.6.4国内钒铝合金生产235

5.6.5钒铝合金产品牌号及成分235

5.6.6钒铝合金制备新技术235

5.7氮化钒（碳化钒）合金237

5.7.1产品性能及用途237

5.7.2氮化钒制备方法简介237

5.7.3氮化钒的制备原理238

5.7.4氮化钒的工业生产239

5.7.5氮化钒合金生产新技术242

5.7.6碳化钒的制备方法简介243

5.7.7碳化钒的制备原理244

5.7.8碳化钒的工业生产244

5.7.9碳化钒合金生产新技术246

5.8钒电池246

5.8.1钒电池工作原理246

5.8.2钒电池特点247

5.8.3钒电池与其他储能系统的比较247

5.8.4钒电池关键部件及其技术发展248

5.8.5钒电池研发的关键技术难点251

5.9钒产品的检测251

参考文献253

第6章钒钛磁铁矿共（伴）生SM元素提取

技术254

6.1钒钛磁铁矿中共（伴）生SM元素

的状况254

6.2钒钛磁铁矿中主要伴生SM元素

用途254

6.3SM元素在生产流程中走向255

6.4镓的提取255

6.4.1提镓原料255

6.4.2P.M锌法提镓256

6.4.3综合法提镓256

6.4.4合金—萃镓法256

6.5钪的提取258

6.6钴的提取方法259

6.6.1含钴原料的焙烧259

6.6.2含钴焙砂浸出260

6.6.3含钴溶液的化学沉淀净化法260

6.6.4含钴溶液的有机溶剂萃取262

6.7铟的提取方法262

6.8锗的提取方法264

6.8.1氯化蒸馏锗法264

6.8.2溶剂萃取锗法265

6.8.3载体沉锗法266

参考文献267

第7章钒钛资源开发利用中的环保与

节能268

7.1钛产品生产过程中的环保268

7.1.1选钛精矿污染治理268

7.1.2冶炼钛渣污染治理268

7.1.3人造金红石污染治理269

7.1.4硫酸法钛白三废污染治理269

7.1.5氯化法钛白三废污染治理270

7.1.6海绵钛污染治理271

7.2钒产品生产过程中的环保271

7.2.1气体污染源和粉尘治理方法271

7.2.2固体废弃物治理方法272

7.2.3含钒废水的治理方法272

7.3钒钛产品生产过程中的节能273

7.3.1节能政策273

7.3.2节能思路273

7.3.3钛产品生产过程中的节能措施274

7.3.4钒产品生产过程中的节能措施276

参考文献277

《钒钛产品生产工艺与设备》可作为大中专院校的专业教材和钒钛行业机构的培训教材，也可作为钒钛行业工程技术人员、研发人员、投资商及管理人员的参考书籍。《钒钛产品生产工艺与设备》内容简介：通过本课程的学习，使学生获得钒钛产品基本性质和种类、钒钛产品的生产工艺与设备、钒钛新材料、新技术的发展趋势等方面的基本概念、基本知识，为今后进行毕业设计、开展研究、进行生产服务奠定必要的基础。《钒钛产品生产工艺与设备》内容包括国内外钒产品、钛产品的资源状况、产业现状，以及钒产品、钛产品、共生产品（钪、镓、铬等稀散金属）的生产原理、工艺和设备技术等。《钒钛产品生产工艺与设备》可作为钒钛行业工程技术人员、研发人员、投资商及管理人员的参考书籍，也可作为大中专院校的专业教材和钒钛行业机构的培训教材。