本创新工艺专注于钛冶金领域,特别介绍了一种镁热还原法生产海绵钛的工艺及其专用设备。该设备由反应器组件和温控组件构成,后者负责精确控制和监控反应器内的温度,确保生产过程的高效和稳定。
背景技术
随着全球对高性能金属材料需求的不断增长,特别是航空航天、新能源、生物医疗等领域的快速发展,海绵钛作为钛材生产的重要原料,其生产效率和产品质量的提升已成为行业关注的重点。目前,国内外钛的制备工艺主要包括金属热还原法和熔盐电解法,其中镁热还原法是目前唯一实现工业生产金属钛的工艺方法。
镁热还原法制备海绵钛的方法已历经80多年的发展,但至今仍然面临一些问题,生产成本较高、效率低、产品质量提升不大。具体而言,金属镁还原四氯化钛这是一个强放热反应,目前采用顶部加料的方式,将四氯化钛加入液态金属镁的表面,反应放热主要集中在镁液表面及液面以上的气相区域。另外,由于反应器材料热传导性能的限制,且反应器内部无搅拌装置,其内部热量传递难以达到完全均匀。因此,反应器内温度的不均匀性导致了反应产生的热量既不能得到充分利用,过高的局部温度又容易导致海绵钛烧结成坨,影响反应的进行和产品质量的稳定性。海绵钛形成时黏附到反应器壁上,外层海绵钛易受到反应器壁的污染,反应器内海绵钛相互粘结且在溶液的浮力作用下,一部分海绵钛在反应器内沿气液界面积累生长,最终在重力的作用下坍塌下落,反应器壁的铁进入反应器中心区域,导致产品纯度和一致性难以满足钛材生产的要求。因此,亟需一种镁热还原海绵钛生产工艺及设备来解决。
实现思路