海绵钛降氧措施.doc

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1、海绵钛含氧及降氧的措施分析海绵钛生产过程中，氧杂质含量分布规律是:钛坨中间部位氧含量低，底部较高，上表皮和粘壁钛较高。渗漏气体时，上表皮和粘壁钛含氧量更高。一、海绵钛氧含量的带入：1.原料：四氯化钛工业粗TiC14成分中含O、CO2、CO、COS、COC12、TiO2、VOC13,TiOC12、Si2OC16、CH2C12OC12：等含有氧元素的杂质，气体杂质在TIC14中有一定程度的溶解，固液杂质被还原后，氧即被钛吸收;精TiC14中的氧和含氧物质，在还原过程中全部转入海绵钛中。镁由镁带入的氧杂质，主要是镁锭表

2、面的氧化膜，在还原反应初期，与新生成的海绵钛作用，沉积于海绵钛坨底部。精四氯化钛与镁中带来的氧杂质比较，镁比精四氯化钛影响质量的分数大得多，可0.0219%以上。装炉后的镁锭和蒸馏镁，在生产前期通过低温脱气进行降氧。生产中补充二次固体镁后，镁锭表面的氧化膜直接参与生产，对产品的氧含量影响极大（潮湿季节更为明显）。因固体镁锭进入反应器后，其镁锭表面氧化膜及凸凹处带入的空气与反应器内液镁反应燃烧，会产生灰白色氧化镁进入生产镁液中，从而影响海绵钛质量。蒸馏镁蒸馏镁就是镁和氯化镁的冷凝物，其中氯化镁约占32%,氯化镁吸水

3、性较强在空气中易潮解，潮解后生成了水合物.(MgC12·nH2O)。暴露的时间越长，MgC12吸水量越大，水分中的氧最终有部分进入海绵钛中，使产品中的氧含量增高。由于蒸馏镁吸水性强，因此蒸馏镁不宜暴露在大气中太长时间，在生产中缩短拆炉与装炉时间，如装完炉不能及时入炉，应进行充氢保护防止蒸馏镁水解。当部分吸水后的蒸馏镁不可避免装入炉内时，在还原开始前应对蒸馏镁进行低温脱水，这样就能降低氧含量。低温脱水原理如下:当逐渐升温，MgCl2·nH20在理论上应按下列温度变化脱水：-19.4℃-3.4℃117℃MgCl2·1

4、2H2OMgCl2·8H2OMgCl2·6H2O182℃240℃MgCl2·4H2OMgCl2·2H2OMgCl2·H2O在上述脱水进行至MgCl2·2H20时，含水的氯化镁继续脱水的同时也发生水解反应，此时反应为：MgCl2·2H2OMgOHCl+HCl+H20MgCl2·H20MgOHCI+HCI当温度t>550℃时，生成物MgOHCl按下式分解：MgOHCIMgO+HCl在海绵钛的实际生产过程中，由MgCl2吸湿带入的氧是不可能完全被脱除的。因此，要减少MgCl2吸湿带入的氧。最好的办法就是减少蒸馏镁中氯化

5、镁的返回量。氩气氩气纯度直接影响着产品质量，在高温还原蒸馏生产过程中，氩气内的氧、氮元素将直接参与反应，影响产品质量。原料中的氧是产品中氧杂质的主要来源，占进氧量50%左右。原料质量与产品质量密不可分，而镁还原法生产海绵钛主要原料是精镁和精四氯化钛，精镁应达二级镁标准，其化学成分应达到:Mg≧99.92%,总杂质<0.08%,如果是镁锭，则要求外表清洁，表面无夹杂、无缩孔、无氧化膜，符合生产原料标准。2.设备设备密闭性是否良好对海绵钛生产很重要，特别是抽空阶段和真空蒸馏过程中，如果设备的密闭不好（例如：大胶垫脏、

6、法兰密封面清理不净等），空气中的氧会被大量吸入反应器，造成海绵钛坨被污染，含氧量升高。设备的干燥：生产用非标设备长时间暴露空气后生锈、水解，造成生产时氧的带入，必须经干燥抽空充氩处理后待用。3.操作人员操作不严密、误操作造成海绵钛进气，使海绵钛含氧量增加。二、生产对产品氧含量的原料、设备、操作控制四氯化钛：精制工序对四氯化钛除钒工作一定到彻底，因精四氯化钛中VOCl2含量将对海绵钛内氧含量有直接影响。四氯化钛压料过程中要用氩气保护，不能与空气接触，避免空气溶解在TiC14中和生成含氧的水解物TiOC12确保四氯化

7、钛不变质。镁锭：保证镁锭存放地点干燥干净，表面包装完好，防止氧化。有条件的话最好可进行镁锭干燥、酸洗或重熔精炼后再生产。液镁：电解生产、电解出Mg、Mg精炼过程都需要正压保护，且尽量缩短从电解镁出镁到还原炉内的液镁抬包运输时间。还原生产无论是加液体Mg，还是加固体Mg都要减少把MgO带入还原反应器内。蒸馏镁：减少拆装炉过程时间，缩短蒸馏镁在大气下暴露时间。准备预抽交炉后，卫投入生产炉次的氩气正压保护。拆炉过程中，蒸馏镁燃烧时及时灭火，防止氧化镁及氮化镁的产生。2Mg+O2→2MgO3Mg+N2→Mg3N2氮化镁水

8、解后Mg3N2+6H2O→3Mg(OH)2↓+2NH3↑还原炉内加温后产生：Mg(OH)2→△=MgO+H2O参与还原反应氮化镁在800℃时分解Mg和N，参与还原反应氩气：定期检查氩气管道泄漏点，防止充氩时带入空气。设备：对反应器、大盖、隔热屏、分流器、氯化镁套管、氯化镁管、T型管等非标设备的低价物清理及干燥。操作：（1）控制好液面生产，适时停料，减少低价氯化物的生成，从