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1　概论1

1.1　海绵钛生产发展概况1

1.1.1 美国的海绵钛生产4

1.1.2 独联体的海绵钛生产4

1.1.3 日本的海绵钛生产5

1.1.4 英国的海绵钛生产6

1.1.5 我国的海绵钛生产6

1.2　钛材生产发展概况7

1.2.1　俄罗斯的钛材生产7

1.2.2 美国的钛材生产8

1.2.3 日本的钛材生产8

1.2.4 中国的钛材生产8

1.3　钛白生产发展概况9

1.3.1 世界钛白发展概况9

1.3.2 中国钛白发展概况10

1.4　钛冶金技术进展和存在的问题12

1.4.1　钛冶金技术进展12

1.4.2　钛冶金存在的主要问题13

参考文献14

2　钛的性质、用途和制取方法15

2.1 钛的性质15

2.1.1 钛原子结构和在周期表中的位置15

2.1.2　钛的物理性质、热力学性质和力学性质16

2.1.3 钛的化学性质21

2.2　钛的用途26

2.2.1 航空和航天26

2.2.2　舰船工业27

2.2.3 海洋工程28

2.2.4　化工和石化29

2.2.5 发电29

2.2.6 汽车29

2.2.7 有色冶金30

2.2.8　体育用品30

2.2.9 医疗31

2.2.10 生活用品和工艺品31

2.2.11 建筑31

2.2.12　钢铁工业31

2.2.13　特种功能材料33

2.3　钛的制取方法33

2.3.1 制取钛的各种途径33

2.3.2 海绵钛的工业生产方法41

参考文献42

3　钛矿资源及采选43

3.1　钛矿物43

3.2　钛矿类型45

3.2.1 岩浆矿床45

3.2.2　次生砂矿床45

3.2.3 变质矿床46

3.3　钛矿资源46

3.3.1 世界钛资源46

3.3.2 中国钛资源48

3.4　钛矿选矿50

3.4.1 海滨砂矿的选矿50

3.4.2 内陆砂矿的选矿50

3.4.3　岩矿的选矿50

3.5　钛矿开采和应用51

3.5.1 国外钛矿的开采和应用51

3.5.2 国内钛矿的开采和应用53

3.6　国内外各地产钛矿化学组成54

参考文献55

4 钛渣和人造金红石56

4.1　钛铁矿富集方法概述56

4.1.1 富钛料的制造方法56

4.1.2 国外富钛料生产概况56

4.1.3 国内富钛料生产概况58

4.2 熔炼钛渣的基本理论58

4.2.1 还原熔炼热力学58

4.2.2　还原熔炼动力学61

4.2.3 还原熔炼钛渣过程的主要特征63

4.3　熔炼钛渣的工艺及设备66

4.3.1 敞口电炉熔炼高钛渣66

4.3.2 敞口电炉熔炼酸溶性钛渣76

4.3.3 半密闭电炉熔炼高钛渣78

4.3.4 密闭电炉熔炼钛渣79

4.4　人造金红石的工业生产方法89

4.4.1 电热法89

4.4.2　钛渣的进一步富集处理92

4.4.3　还原锈蚀法93

4.4.4　盐酸浸出法97

4.4.5　硫酸浸出法105

参考文献107

5　氯化制取四氯化钛109

5.1　富钛料氯化的理论基础109

5.1.1 氯化反应热力学109

5.1.2 氯化反应动力学116

5.1.3 氯化产物的分离原理118

5.2　氯化原料和氯化方法的选择120

5.2.1 氯化原料120

5.2.2　氯化方法的选择和比较123

5.3　流态化氯化124

5.3.1 流态化概念124

5.3.2 影响流态化氯化的主要因素129

5.3.3 工艺流程132

5.3.4 主要设备134

5.3.5 操作方法140

5.4　熔盐氯化141

5.4.1 特点141

5.4.2　工艺流程和设备143

5.4.3　熔盐氯化的操作143

5.5　氯化技术经济指标144

5.6　氯化废料治理145

5.6.1 炉渣145

5.6.2 收尘渣145

5.6.3 泥浆145

5.6.4 氯化尾气146

参考文献146

6　四氯化钛精制147

6.1　精制的任务和要求147

6.1.1 粗四氯化钛的组成147

6.1.2　精四氯化钛标准148

6.2　粗四氯化钛中杂质分类及其分离方法149

6.2.1 气体杂质149

6.2.2 固体杂质150

6.2.3　高沸点杂质152

6.2.4　低沸点杂质153

6.2.5 沸点相近杂质154

6.3　精馏原理及相关计算155

6.3.1 精馏除硅原理155

6.3.2　精馏塔的相关计算156

6.3.3 精馏法除铝的计算162

6.3.4　化学法除钒165

6.4　精制工艺流程和设备174

6.4.1 精制工艺流程174

6.4.2　精制的主要设备175

6.5　精制过程的控制182

6.5.1　原料加入速度182

6.5.2　蒸馏釜的温度和压力182

6.5.3 塔顶温度和压力182

6.5.4 回流比182

6.5.5　蒸馏釜加热功率183

6.6　三废治理183

6.6.1 釜残液183

6.6.2　低沸点馏出液183

6.6.3　精馏塔废气184

参考文献184

7　镁还原法制取海绵钛186

7.1　导论186

7.2　镁和氯化镁的性质188

7.2.1 镁的基本性质188

7.2.2　氯化镁的基本性质189

7.3　镁还原反应热力学和动力学190

7.3.1 反应热力学分析190

7.3.2 反应机理194

7.3.3 还原反应动力学探讨195

7.4　真空蒸馏分离原理和动力学200

7.4.1 真空蒸馏分离原理200

7.4.2 真空蒸馏分离动力学201

7.5　倒U形还原—蒸馏联合法工艺和设备203

7.5.1 工艺方法简述203

7.5.2　主要设备204

7.5.3　主要原料206

7.5.4 工艺过程和操作方法207

7.6 Ⅰ形还原—蒸馏联合法工艺和设备216

7.7　氯化镁排放方法217

7.8　镁电解和粗镁精炼219

7.8.1 基本原理219

7.8.2　工艺流程操作220

7.8.3　粗镁的精制220

7.8.4　设备220

7.8.5 物料及能量衡算222

7.8.6　工艺参数的选择224

7.8.7　镁电解技术经济指标225

7.9　海绵钛取出、破碎和分级225

7.9.1 工艺流程225

7.9.2 产品中杂质来源及其对产品质量影响的分析227

7.10　技术经济指标和产品质量230

7.10.1 技术经济指标230

7.10.2 产品质量231

参考文献233

8　电解法制取金属钛234

8.1 FFC剑桥法234

8.1.1 原理234

8.1.2　工艺流程235

8.1.3　进展235

8.1.4　前景展望236

8.2 TiCl4电解法236

8.2.1 原理236

8.2.2 工艺流程238

8.2.3　进展239

8.2.4 前景分析239

8.3　熔盐电解精炼法240

8.3.1　原理240

8.3.2　工艺240

8.3.3　设备242

8.3.4　进展244

8.3.5　前景分析244

8.4　其他电解方法245

8.4.1 MER工艺245

8.4.2 QIT工艺246

参考文献247

9　钛及钛合金粉249

9.1　概述249

9.2　钠还原法制造钛及钛合金粉250

9.2.1　基本知识250

9.2.2 钠还原反应热力学分析253

9.2.3 二段钠还原法制造钛及钛合金粉258

9.2.4　连续化制造钛及钛合金粉260

9.2.5 经济分析261

9.3　氢化钙还原法262

9.4　氢化脱氢法263

参考文献265

10　二氧化钛266

10.1　二氧化钛和钛白的性质266

10.1.1 二氧化钛的物理性质266

10.1.2　二氧化钛的化学性质267

10.1.3 二氧化钛的光学性质和钛白的颜料性能267

10.2　钛白的应用和品种271

10.2.1 钛白的应用271

10.2.2　涂料271

10.2.3 塑料274

10.2.4 造纸275

10.2.5 化纤275

10.2.6　油墨276

10.2.7　橡胶276

10.2.8　钛白的品种和规格276

10.3　钛白的生产方法276

10.3.1 硫酸法277

10.3.2　氯化法289

10.4　复合钛白和钛黄颜料299

10.4.1　复合钛白299

10.4.2　钛黄颜料301

10.5　特种二氧化钛303

10.5.1 纳米二氧化钛303

10.5.2　珠光颜料307

10.5.3　二氧化钛膜料309

10.5.4　高纯超细二氧化钛310

10.6　钛白生产中的“三废”治理312

10.6.1　概述312

10.6.2 “三废”对生态环境的危害313

10.6.3 硫酸法产生的废料及其治理313

10.6.4 氯化法产生的三废及其治理315

参考文献316

11　钛化合物317

11.1 卤化钛318

11.1.1 四氯化钛318

11.1.2　三氯化钛324

11.1.3　二氯化钛327

11.1.4 二氯氧化钛328

11.1.5　一氯氧化钛329

11.1.6 氟化钛330

11.1.7 溴化钛330

11.1.8　碘化钛331

11.2　氧化钛333

11.2.1 二氧化钛333

11.2.2 一氧化钛336

11.2.3　三氧化二钛336

11.2.4　五氧化三钛337

11.3　氢氧化钛337

11.3.1 氢氧化钛（Ⅱ）338

11.3.2　氢氧化钛（Ⅲ）338

11.3.3 正钛酸338

11.3.4　偏钛酸339

11.4　硫化钛339

11.4.1 一硫化钛339

11.4.2　三硫化二钛340

11.4.3 二硫化钛340

11.5　氮化钛、碳化钛和硼化钛341

11.5.1 氮化钛341

11.5.2　硼化钛343

11.5.3 碳化钛343

11.6　氢化钛344

11.6.1　一氢化钛344

11.6.2 二氢化钛345

11.7　钛的无机盐345

11.7.1　钛盐（Ⅳ）345

11.7.2　钛酸盐346

11.7.3 卤钛酸盐350

11.8　钛的有机化合物351

11.8.1 钛酸酯及其衍生物351

11.8.2　有机钛化合物354

参考文献354