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1、年产5000吨四氯化钛工程可行性研究报告二六年十二月第一章 总 论1.1项目名称、建设单位、企业法人及项目负责人1.1.1项目名称：年产5000吨四氯化钛工程1.1.2建设单位：1.1.3企业法人：1.1.4项目负责人：1.2企业概况1.3项目提出的背景、投资必要性和意义目前，我国钛储量居世界首位，占世界总量的40%左右，而且90.5%以上在四川省攀枝花地区，钛氧化物储量约为8.73亿吨，是以钒钛磁铁矿形式存在，拥有96.6 亿吨钒钛磁铁矿（含有20多种稀有贵重金属）。钛的利用率仅为4.9%。公司采用国内外先进的沸腾流化生产技术，建设年产5000吨四氯化钛装置，该装置生产的四氯化钛，是一种液体
2、原料，化学性质稳定，广泛应用于钛白粉的生产及海绵钛的生产。用该原料生产的钛白粉具有较高的化学稳定性、耐热性、耐候性，良好的白度、着色力和遮盖力，是最重要的无机颜料和化工原料。颜料级钛白粉主要应用于涂料、造纸、塑料、橡胶、印刷油墨、化学纤维等行业。用该原料生产的海绵钛是银白色的金属，它具有许多优良性能。海绵钛的密度为4.54g/3，比钢轻43%，机械强度却与钢差不多，比铝大二倍，比镁 大伍倍，钛耐高温，熔点1942K，比黄金高近700K，比钢高近500K，耐腐蚀（永久不生锈），高低温差变化系数小等，是航空、航天和国防工业的重要材料。在民用工业方面，也广泛应用于化工设备、航海设备、电子材料、发电设
3、备、体育器材、医疗器械制造等。综上所述，公司依托自身的资源、技术、人才、市场等优势，建设年产5000吨四氯化钛装置，对提高我国钛白粉行业及海绵钛的规模，缓解国内市场高档钛白及海绵钛供应的紧张状况、替代进口产品、节省国家外汇，将具有重要的现实意义。第二章 市场分析2.市场预测2.1产品的主要特点及用途钛及其合金密度低（4.5g/cm3为碳钢的57%）、比强度高、耐蚀性好、无磁性、热膨胀系数低，约是不锈钢及铝材的50%，有的钛合金具有特殊功能，如形状记忆功能，超弹性、超导性能等，它即是优质的结构材料，又是新型功能材料和重要的生物植入材料。所以，它被广泛用于航空航天、船舰、兵器、化工、石油、电力、轻
4、工、冶金、纺织、建筑、医疗、体育、休闲等行业。钛在地壳中储量丰富（0.64%），为铜的60倍，镍的30倍。全世界具有工业开采价值的资源约19.7亿吨(TiO2)，我国钛资源9.7亿吨，储量占世界总储量40%以上。有关专家对钛的价值，资源寿命和发展前景评估，钛已成为钢铁、铝之后，正在崛起的“第三金属”。特别是钛作为卫星、火箭、导弹、飞机、核潜艇和核电站上的关键材料有不可替代的作用，又誉为“二十一世纪战略金属”。钛金属在各领域应用典型实例： 航空航空市场占美国全部钛材料需求的65%左右，1952年道格拉斯DC-7飞机短舱及隔热墙上首先应用钛材，几十年来应用比例逐渐上升，如B777飞机使用钛合金结构
5、材料比例高达11%，以前的B707用钛量仅有0.5%，现在用钛比例高达41%，其中机身承力框重达2770公斤，我国60年代生产的歼7机用钛量仅9公斤，歼8机增至93公斤，我国飞机用钛量仅为2-3%，潜力很大。 舰船20世纪70年代，钛开始用在舰船的外甲板、螺旋浆、冷凝器、海水淡化装置和潜水器壳上，前苏联“台风”级核潜艇每艘用钛量高达9000吨。 化工、石油金属钛阳极隔膜电解槽代替石墨阳极，阳极寿命由6-9个月提高到10年以上，截止1996年全国99个氯碱厂改造8400多台电解槽。在石油行业用钛代替Cr-Mo合金钢做高压油管使采油装置成本下降40%，近海石油和天然气生产用钛量在2000年为500
6、吨，预计到2006年将达到2300吨。 电力用钛代替铝青铜、铝黄铜制做滨海电站热交换器有明显优越性。 汽车据资料介绍，每降低10%的车体重量，就可以减少10%的废气排放量及节省7%燃料，汽车的轻量化将起到“节能，环保“双重功效，钛是实现汽车减重的最理想金属。美国已生产出赛车用的钛制进气气门、排气气门、气门护圈、钛连杆等部件。日本在20年前就把钛用在赛车和跑车上，汽车上的应用主要有发动机部件弹簧、车杆、连杆、标准件、车轮、动力伐等，据日本经验，汽车动力伐使用0.8千克-0.9千克钛，相当于减重20千克的效果，日本汽车用钛量逐年增加，目前美国每年可生产1500万-1600万辆汽车，若每辆车上有1千
7、克-1.5千克钛部件，则汽车用钛量将达到15000多吨，1995年全世界汽车用钛量仅100吨，而2002年达到1100吨，汽车用钛市场前景广阔。 军事工业钛用于装甲车可减轻重量25-60%，提高装甲车战斗力和机动性，降低寿命周期成本。在火炮系统，XM777，155m超轻型便携式榴弹炮的架尾和反冲击气缸是用钛制成的。目前装甲车年用钛量为400吨，到2006年将增至1300吨。 计算机、体育休闲、医用、建筑等行业也是钛金属新兴市场。高尔夫球杆球头用钛量1200吨，正在建设中的北京歌剧院公蒙皮材料估计将用400吨钛材。 世界各国钛产品消费结构比例见表2-1 表2-1美国独联体西欧日本中国航空应用（%
8、）7060605-1010-15工业民用应用（%）30404090-9585-902.2世界钛工业发展及现状海绵钛是制造钛及其合金的基础材料，海绵钛的质量成本直接影响钛及其合金材的质量和成本，海绵钛产业化意义重大。海绵钛的生产过程从钛铁矿开始，直到精Ticl4的生产，各车间基本上是相近似的，而Ticl4还原制成金属钛则有镁还原法、纳还原法、和电解法。钠还原法因钠的生产、再生和还原产品后的处理复杂，产品质量差异，用该法生产的工厂基本停产，电解法仍处于试验研究阶段，目前工业生产都是采用Ticl4镁还原法。世界各生产厂家及生产能力详见表2-2。2002年世界海绵钛生产57300吨，钛加工能力1106
9、00吨。近几年世界海绵钛产量详见表2-3。世界海绵钛生产厂家及其生产能力 表2-2序 号国 家生 产 厂生产能力（吨/年）1美国钛金属公司、俄勒冈钛公司14500、（6800）关闭2日本住友钛公司、东邦钛公司18000、（10800）3俄罗斯阿维斯玛26004哈萨克斯坦乌斯季卡缅诺、戈尔斯克22005乌克兰扎波罗日60006中国遵义钛厂、（抚顺钛厂）5000、（1500）110600近几年世界海绵钛产量 表2-3（万吨）年份1995199619971998199920002001合计比例%美国2.302.803.203.922.001.202.4017.8237.6日本1.672.112.45
10、2.402.001.951.2013.7829.0独联体1.411.951.732.003.001.902.4014.3930.3中国0.170.210.230.230.180.190.251.463.1合计5.557.077.618.557.185.246.2547.45100美国是钛材最大生产国和消费国占世界50%以上，美国钛产品装货量与进口量的分类统计见表2-4。 美国钛产品装货量与进口量的分类统计表 表2-4（吨）19971998199920002001装货量：紧固件、丝、挤压材、板、带、箔、管1250012600827077507770锻件及挤压坯135001120010100125
11、0010900棒材38503700324033504410总计2980027500216002360023600进口量：铸锭51892228111014252133坯料22010270114226大型扁坯板、棒57499538粉末224146224250159其他96215118485总计58062648161418123041合计3560630148232142541226641 美国钛金属主要在“天上”，而日本主要用在“地上”，民用领域应用开发最早。从表2-5清楚看出日本钛材应用领域。 日本钛材应用领域分类表应用领域钛材消费量（吨）200120022003（预测）化工630491490电力
12、779886600海水淡化26050电解596675660板式换热器82410331000飞机554447450零售业132611351200海洋能源153194200建筑734350汽车491571500日用品933808800体育休闲412527500医疗173050其他476416450出口712872257000总计144341448114000 总之，随着科学技术的进步及经济发展，钛生产成本的降低，钛的新用途将会越来越多，钛金属生产及消费量也将随之大幅增加，据日本钛业协会预测，未来全球钛材需求量应为不锈钢需求量的3%即40万吨。第三章 建设规模及内容3.1 建设规模年产5000吨四氯
13、化钛工程3.2 建设内容本项目建设内容主要包括四氯化钛的制备（氯化）及精制两大工段。(1)四氯化钛的制备工段包括：原料粉磨、氯化、分离、冷凝等主要工序。(2)四氯化钛的精制工段包括：除钒、蒸馏、蒸发、尾气的分离与净化等主要工序。3.3产品质量标准四氯化钛大于99.9% 四氯化硅小于0.01% 钒小于0.0007% 铁小于0.002% 比色度 5毫克K2Cr2O7/L第四章 工艺技术方案4.1 工艺技术方案的选择目前，世界上制取四氯化钛的工业生产方法主要有流态氯化法、熔盐氯化和竖炉氯化三种氯化方法。流态氯化工业化生产是采用细颗粒富钛物料与固定碳质还原剂，在高温、氯气流作用下呈流态化状态，同时进行氯化反应制取四氯化钛的方法。该法具有加速气-固相间传质和传热过程、强化生产的特点。融盐氯化是将磨细的钛渣或金红石和石油焦悬浮在熔盐（主要由Kcl、Nacl、Mgcl2和Cacl2组成）介质中，通入氯气氯化制取四氯化钛的方法。竖炉氯化是将被氯化的钛渣（或金红石）和石油细磨，加粘结剂混匀制团并经焦化，制成的团块料堆放在竖氯化炉中，呈固定层状态与氯气作用制取四氯化钛的方法，又称固定层氯化或团
