鈦工業(yè)的發(fā)展
鈦及其合金由于密度小4.51g/cm3、強(qiáng)度高(有的達(dá)到1000MPa)、比強(qiáng)度大、高低溫性能優(yōu)異,因此首先被廣泛應(yīng)用于航空、航天等行業(yè),成為軍事工業(yè)不可或缺的結(jié)構(gòu)材料。除此之外,鈦及其合金在很多化學(xué)介質(zhì)中優(yōu)異的耐腐蝕性能及其它綜合性能,又被石油、化工、醫(yī)藥、體育等民用行業(yè)廣泛接受,逐步取代各種金屬材料,在短時間內(nèi)躍居金屬材料使用的第三位。
鈦元素發(fā)現(xiàn)于1789年,1908年挪威和美國開始用硫酸法生產(chǎn)鈦白,1910年在試驗(yàn)室中第一次用鈉法制得海綿鈦,1948年美國杜邦公司DUPONT才用鎂法成噸生產(chǎn)海綿鈦,這標(biāo)志著海綿鈦即鈦工業(yè)化生產(chǎn)的開始。
反應(yīng)過程如下:
TiO2+Cl2 → TiCl4
TiCl4+Mg → Ti
可見鈦材生產(chǎn)過程中涉及劇毒化學(xué)介質(zhì)氯氣(二戰(zhàn)中的化學(xué)武器)和貴金屬鎂,而且反應(yīng)過程需要大量的能量,這就是鈦材昂貴的原因。這個過程冶煉出來的鈦材還不能用于生產(chǎn),因?yàn)樗€是多孔疏松狀的,形似海綿,稱為海綿鈦,海綿鈦將被置于真空自耗電弧爐中冶煉出鈦錠,用于板材、棒、管子及其他形式鈦材的生產(chǎn)。
我國鈦資源豐富,礦產(chǎn)比較集中,換算成TiO2總儲量達(dá)90億多噸,為世界第一。鈦礦主要分布在四川、云南、廣東、廣西和海南等省區(qū),其中攀枝花地區(qū)的蘊(yùn)藏量占世界總儲量的35%。然而,同世界主要鈦礦產(chǎn)地相比,我國的天然金紅石(TiO2)資源少,易開采利用的砂礦少。鈦礦多為鈦釩鐵共生巖礦,選冶起始成本高。
中國鈦工業(yè)起步于20世紀(jì)50年代,1954年北京有色金屬研究總院開始進(jìn)行海綿鈦制備工藝研究,1956年國家把鈦當(dāng)作戰(zhàn)略金屬列入了12年發(fā)展規(guī)劃,1958年在撫順鋁廠實(shí)現(xiàn)了海綿鈦工業(yè)試驗(yàn),成立了中國第一個海綿鈦生產(chǎn)車間,同時在沈陽有色金屬加工廠成立了中國第一個鈦加工材生產(chǎn)試驗(yàn)車間。
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