林晓峰，夏建辉

（攀钢集团钛业有限责任公司，四川 攀枝花 617000）

1 引言

钛具有耐腐蚀、比强度大、无磁性等特殊优点，因其优越的性能，被称为“太空金属”和“海洋金属”，并被广泛应用于航空航天、化工、石油、冶金、轻工、电力、海水淡化、舰船和民用等领域。

金属钛的生产从1948年至今已有半个多世纪的历史，它是伴随着航空和航天工业而发展起来的优质轻型高强耐腐结构材料、新型功能材料和重要的生物工程材料，被誉为仅次于铁、铝的正在崛起的“第三金属”，我国从1954年北京有色金属研究总院开始研究金属钛的制造技术，1958年开始建立小规模生产装置。上世纪60年代和70年代初，在抚顺、上海、遵义、宝鸡和沈阳建立海绵钛和钛材加工工厂，形成了从矿石、海绵钛、钛材、设备和工业应用的完整的金属钛生产和应用体系。至今，世界上只有美国、俄罗斯、日本和中国具有这样的钛生产和应用体系。

2 海绵钛生产状况

由于经济发展水平和钛需求市场的影响，我国金属钛生产的发展速度是缓慢的，到1985年海绵钛年产量才突破103t；从1985年至2003年的近二十年间，海绵钛年产量一直在1000t至3000t间；近几年的发展速度才加快，2004年产量达到4800t，2005年9500t，2011年达到85.8×103t，截止2012年11月，全年海绵钛产量已达到98×103t，预计全年达到105×103t以上。

由于攀枝花拥有得天独厚的钒钛磁铁矿资源，对于如何解决高效综合利用已成为当前主要研究的一个课题，生产海绵钛作为钛资源利用的一个重要方向具有重要的意义。目前，在攀枝花地区拥有三家海绵钛生产企业，分别为攀钢钛业海绵钛、钢企欣宇化工海绵钛、恒为制钛，均座落在攀枝花钒钛产业园区，对于更好地发展攀枝花海绵钛行业，需在综合分析三家企业的生产技术优劣的基础上，进一步加强对具有行业带动作用的科研项目研究支持，不断开发适应的新工艺、新技术、新装备，清洁生产，节能降耗，以此在低迷的海绵钛市场中生存，具备显著地抗风险能力。

3 生产技术及项目运行情况

3.1 海绵钛生产技术

我国海绵钛生产技术，依靠国内力量不断实现进步，现在主要工序都已采用了主流技术，如沸腾氯化技术、浮阀塔精馏技术、还原－蒸馏联合法技术、还原－蒸馏过程计算机控制技术和无隔板槽电解镁技术等，主要设备也已基本上实行了大型化，如φ2.6m沸腾氯化炉、8t倒U型还原－蒸馏联合炉和110kA无隔板镁电解槽；攀枝花地区海绵钛生产技术和国内其它地区相似，具体生产技术比较见表1。

表1 攀枝花地区海绵钛生产技术比较

由于我国钛资源以钛铁矿为主，且主要是含钙镁杂质较高的低品位钛铁矿，所以我国大部份海绵钛生产企业，采用含钙镁氧化物2.5%左右的高钛渣（TiO2相当量≧92%）或金红石为原料，通过无筛板沸腾氯化炉生产四氯化钛，但是由于攀枝花矿生产的钛渣钙镁含量达到8%以上且TiO2≧80%，随着优质钛资源的日益枯竭，立足于应用高钙镁钛渣的熔盐氯化法四氯化钛生产技术将具有明显地优势。

粗四氯化钛的精制方法有铜丝除钒、矿物油除钒、铝粉除钒，铝粉除钒效果较佳，镁还原－真空蒸馏制造海绵钛，主要分为倒“U”型联合法和“I”型半联合法两种。海绵钛的破碎，已采用剪切式破碎和盘式破碎，避免了在破碎过程中对产品质量影响。镁电解已采用了大型无隔板电解槽，与国外先进水平比较，还存在较大差距，主要表现在技术经济指标、三废治理、设备配套水平和自动控制等方面，需进一步进行技术改进。

3.2 技术及装备水平分析

攀枝花地区海绵钛生产企业设计建设均为氯、镁循环利用系统的全套技术工艺，这有利于降低海绵钛的生产成本，减少废料排放，具有明显的竞争力潜力，但要从提高海绵钛产品质量、工艺技术及装备水平以及实现“清洁、文明、无公害化”现代化生产还需要更好地开展工作。

攀枝花地区海绵钛生产企业技术差异体现在:攀钢海绵钛采用熔盐氯化炉生产四氯化钛、还原蒸馏采用I型半联合工艺技术、镁电解生产技术三家均不相同，精制除钒工艺不同。从目前运行分析以钢企海绵钛厂的多级电解槽运行效果更佳；在尾气处理方面钢企海绵钛采用独有的制钙工艺，解决了尾洗碱液的处理问题；而攀钢海绵钛开发出了利用项目内废盐酸处理尾洗废盐水的综合利用工艺技术，有效实现废物的综合利用。

从装备水平上分析，攀钢海绵钛更加具有优势，这与其项目产品满足军工、航天等高端市场质量定位密切相关。

3.3 设计指标及运作分析

各企业海绵钛单耗对比见表2，镁电解工序单耗对比见表3。2012年生产比较分析见表4。从表中数据分析得出，钢企镁电解多级槽技术在指标上具有明显优势，为其成本的降低有直接带动作用，从制造成本上分析，攀钢海绵钛相比恒为、钢企均处于劣势，但从海绵钛质量综合分析攀钢海绵钛性价比更高，恒为与钢城集团海绵钛的产品仅少量能满足航空航天及军工高端行业需求。

表2 钢城集团、恒为制钛与钛业公司海绵钛消耗指标对比

表3 钢城集团、恒为制钛与钛业公司海绵钛镁电解工序消耗指标对比

表4 攀枝花地区2012年海绵钛生产比较

4 存在的主要问题

4.1 海绵钛市场低迷，海绵钛企业的生存压力大

钛的消费量与一个国家的综合国力和发展程度成正比，随着我国经济不断增长，综合国力不断增强，海绵钛的消费量增长速度也较快（主要应用于化工和石油化工），但应用增长仍会落后于产能量增长，预计国内外钛市场在今后一段时间内将是处于供大于求的局面，海绵钛市场长期处于低迷状态，因此海绵钛企业的生存压力较大。

4.2 实现镁、氯全系统稳定运行、优化海绵钛生产的技术指标、提高海绵钛产品质量、清洁生产还需大力做工作

通过需求市场分析，海绵钛生产必然要面向和依赖于国内和国际两个市场，参与国内外市场的竞争，必须以产品的质量和价格来竞争，而质量和价格又取决于生产技术。可见，实现海绵钛生产的技术进步，使生产技术和技术经济指标全面达到先进水平，是参与市场竞争和保持持续发展的关键所在。但作为镁、氯循环的海绵钛生产企业，由于钛、镁系统的关联性较强，工艺过程复杂，较难实现连续稳定的运行，因此，围绕海绵钛全流程贯通运行及达产、工艺技术优化、装备水平提升及清洁生产等方面还需大力开展工作。

4.3 海绵钛生产专业技术人员较为匮乏

由于攀枝花海绵钛企业均为在2006年以后开工建设的，海绵钛生产专业技术人员培养时间较短。虽然采取了类似工厂培养及外聘专家等多种方式强化专业技术人力资源为生产系统做好技术操作指导和保驾护航，但真正掌握海绵钛生产关键技术的人才还较为匮乏。同时对于新装备、新单位入驻海绵钛行业也需要建立经验和记录，需更加依靠专家传帮带及现场生产实践的摸索，逐步建立起强力的软硬支撑。

5 结论

攀枝花地区海绵钛企业是2002～2004年海绵钛价格猛涨时投资且具有海绵钛投资过热性质的项目，虽存在较多的负面因素，但对行业也有正面作用，其更加强化了竞争机制—“鼓励先进，淘汰落后，适者生存”，有利于促进技术进步，更加强调应用国内外先进的工艺技术和设备，特别重视产品质量提升，特别注意三废治理和环境保护，有利于使我国海绵钛的生产技术水平更快地接近世界先进水平，产品在国际市场上具有更大的竞争力。另外对于加快海绵钛生产技术的进步，为高效地解决攀枝花钒钛磁铁矿综合利用具有重要的意义。

5.1 攀枝花地区海绵钛生产技术整体属于国内中等水平，攀钢海绵钛整体生产工艺及装备水平更加合理和可靠，产品质量更优，但整套系统的稳定运行及关系到降成本的镁电解系统需要更全面深入地研究，钢企海绵钛的多极电解槽整体效果具有明显的优势，同时围绕如何实现达产达效也需重点开展工作。

5.2 海绵钛属于高耗能产业，围绕节能降耗、技术进步和技术指标优化将是长久的课题，同时攀枝花市可以适当地从电价方面给予支持。

5.3 针对提高攀枝花地区的海绵钛行业水平，更多的应该是立足当前各个项目平台，一方面加强产业的整合力度，另一方面大力支持各单位开展具有技术实效或带动行业水平提升的科研项目，如攀枝花矿钛渣熔盐氯化研究，可有效地解决攀枝花矿的综合利用，且对四氯化钛生产行业及钛白行业开辟更多的应用方向。针对还蒸系统的I型、U型设计、海绵钛砣的破碎加工系统需要研究如何更好地提高产品质量。镁电解系统重点要开展流水线电解槽及多极槽的优劣比较。同时加强引进部份海绵钛技术人才或对本地人才培养支持力度。

5.4 对于海绵钛清洁生产的问题，也应该引起高度重视，妥善地解决好三废的循环利用及环保生产问题，比如氯化渣（钒渣）综合利用研究，废盐水及废盐酸综合利用等。

［1］吴彬.海绵钛的深加工及其应用与展望［J］.钛工业进展，2008，6（25）:11－14.

［2］赵冰洋.海绵钛国内外市场现状及发展方向［J］.轻金属，2008（6）:44－47.

［3］许文照.我国海绵钛的生产与科研现状［J］.钢铁钒钛，1987（4）.

［4］王晓平.海绵钛生产工业现状及发展趋势［J］.钛工业进展，2011，2（28）:8－12.