海绵钛还原工序生产技术规程..doc

还原生产技术规程 QB/XL-JS.05.TI.01-2010 1.基本原理 镁还原法生产海绵钛是四氯化钛和镁在惰性气体的保护下发生还原反应，生成海绵钛和氯化镁。其反应在还原反应器中进行，钛是典型过渡元素，所以上述反应具有分步还原的特征，较为复杂，其主要反应是： TiCl4（g）+Mg（l）=Ti（s）+MgCl2（l）+519kJ 中间反应为： TiCl4+Mg=TiCl2+ MgCl2 TiCl2+Mg= Ti+MgCl2 在一定条件下（反应区域温度低、镁量不足）时易发生下列歧化反应： TiCl4+TiCl2=2TiCl3 TiCl4+Ti=2TiCl2 3TiCl4+Ti=4TiCl3 2TiCl3+Ti=3TiCl2 当在适宜的反应温度和有足量镁的条件下，上述低价氯化钛会还原成金属钛， 2TiCl3+3Mg=2Ti+3MgCl2 TiCl2+Mg=Ti+MgCl2 在还原过程中由于氯化镁的不断生成、积累，占据了反应器的部分空间，同时对反应起阻滞作用；因此，在还原过程中要定时排放氯化镁。 镁还原法生产海绵钛的还原反应是个剧烈的放热反应，如反应温度达到975℃时，钛和铁开始出现明显的熔合现象，当温度达到1085℃会生成Ti-Fe合金，反应过程中温度越高将越增加产品中的杂质铁含量；因此，生产中通过对反应带进行强制通风的方法来控制反应温度。 在还原生产中如出现镁的区域性相对不足会增加低价氯化钛的生成，低价氯化钛在产品拆卸过程中容易着火，对真空系统污染较大，同时对产品质量也有一定程度的影响，因此在生产过程中要加入过量的精镁来减少低价氯化钛的生成。 还原结束后所得产物为Ti、Mg、MgCl2、低价氯化物，其中前三者含量分别为：50~ 60 %、30~36 % 、6 ~12 %；之后使用真空蒸馏的方法将其中的Mg和MgCl2除去。 2.工艺流程 循环水 氯化镁 氩气 含钛坨的反应器 3.主要设备 编号 名称 数量 主要参数 1 桥式天车 3 Q=50/10t， L=25.5m，H=20m 2 还原电炉 22 炉壳法兰内径：2080mm， 炉壳高度：5477mm，N=600+60KW 3 反应器 25* 重量：12500（空）/26500（满）， 尺寸：内径 1800mm，壁厚 40/36mm， 长 4450mm。 4 TiCl4储罐 3 H=12550mm，V容=100m3，重量 17080kg。 工作压力 0.015MPa。 5 高位槽 2 Φ1516×2620×8mm，V容=3.2 m3， 工作压力 0.015MPa。 6 滑阀真空泵 33 型号 H-180, Q=180 l/s, 极限真空度1.3Pa， N=15KW。 7 风 机 22 N=7.5 kW, n=3000 r.p.m， Q=6500 m3/h; P=2690 Pa。 8 补偿圈 33 Φ外=2280mm Φ内=2045 H=95mm 9 还原反应器紧急冷却器 1 Φ（法兰）=2080mm，H=5885mm， 重量：32920kg。 10 氯化镁抬包 4 V=4.96 m，Q=5t。 4.原材料要求产品质量要求 化学成分应符合下列要求： 4.1镁： MR-0 Mg≥99.95%，Fe≤0.030%，Si≤0.004%， Cl≤0.004%, N≤0.003%，O≤0.004%； MR-１ Mg≥99.90%，Fe≤0.035%， Si≤0.005， Cl≤0.005%, N≤0.004%， O≤0.004%； 4.2精四氯化钛 ： PPT-0 TiCl4≥99.97%，V≤0.0002%, 氯化钛中的氧≤0.0001%，Si≤0.0002%，氯化乙酰和光气总量≤0.0002%，CS2≤0.00004%； PPT-1 TiCl4≥99.96%，V≤0.0006%，氯化钛中的氧≤0.0005%，Si≤0.0010%，氯化乙酰和光气总量≤0.0003%，CS2≤0.00006%； 4.3氩气： Ar≥99.99%，O≤0.0007%，N≤0.005%，H2O≤0.0009，CO2≤0.0005； 4.4压缩空气：压力 0.6MPa，露点 -40℃； 4.5循环冷却水： 进口温度：32℃，出口温度45℃，PH:6.5～8.5，硬度:107～530mg/L，悬浮固体物质: ≤8mg/L，进水压力：最大值0.6MPa。 4.6低温冷却水：进口温度为15℃；出口温度为20℃。 4.7产品质量要求 本工段生产的产品为含钛坨的反应器，在反应器内要求： 海绵钛：50～60% 精镁：30～