2003-2012考研数学二历年真题(高清试卷版打印版精心整理).doc

海绵钛的生产有很多方法,例如 Na 还原法、 Mg 还原法等。
    Na 还原法
    又称亨特( Hunter )法和 SL 法,是最早研究用来制取金属钛的方法,其流程图如下所示:
    该法的 TiCl4 生产过程与 Mg 还原法完全相同。然后,在惰性气氛保护下,用 Na 还原 TiCl4 生产海绵钛,他的主要反应为:
    TiCl4 + 2Na = TiCl2 + NaCl
    TiCl2 + 2Na = Ti + 2NaCl
    TiCl4 + 4Na = Ti + 4NaCl
    将制得的还原产物,用水洗除盐操作,最后进行产品后处理即得产品海绵钛。
    Mg 还原和 Na 还原法的比较
    Mg 还原法和 Na 还原法各有优缺点,比较于下表:
序号
项目
Na 还原法
Mg 还原法
1
还原剂特点
Na 的熔点低,容易净制和输送
Mg 的熔点高,净制和输送都比较困难
2
还原产物处理方法
NaCl 不吸水,不潮解,可用水洗除净
MgCl 易吸水,易潮解,宜用真空蒸馏除去
3
投资情况
设备简单,投资较低
设备复杂,投资大
4
海绵钛特点
含铁氧少,而含 Cl -多;海绵钛块小,且疏松、粉末多,松装密度小( ~ /cm3 )
含 Cl -低;海绵钛块大且致密,粉末少,松装密度大( ~ /cm3 )
5
产品熔铸性能
较差,挥发分多
好,挥发分少
6
还原作业情况
速度块、放热量大,操作简单;炉产能小
速度稍慢,放热量稍少,操作较复杂;炉产能大
    海绵钛工业生产已有 50 年的历史,直至 80 年代中期, Mg 还原-真空蒸馏法、 Mg 还原-酸浸法、 Na 还原法和 Mg 还原-氦气循环蒸馏法都用于工业生产。但到了 80 年代后期, Na 还原法和 Mg 还原-酸洗法都已被淘汰。除美国俄勒冈冶金公司还采用 Mg 还原-氦气循环蒸馏法外,其余工厂全部 Mg 还原-真空蒸馏法,在海绵钛工业生产中, Mg 还原-真空蒸馏法现已占据主导地位。