海绵钛 真空熔炼材料不规则形状

海绵钛，是钛加工材的原料。一般为浅灰色颗粒，表面清洁，无目视可见的夹杂物，也包括有缺陷的海绵钛块，如过烧的海绵钛块、具有明显的暗黄色和亮黄色的氧化海绵钛块、带有暗黄色和亮黄色痕迹的氧化和富氮的海绵钛块、带有明显氯化物残余的海绵钛块、带有残渣的海绵钛块等。

海绵钛 真空熔炼材料不规则形状

氯化工艺

海绵钛是干什么用的

海绵钛是钛加工材的原料，主要用于制取工业钛合金，是钛工业的基础环节。具体来说，海绵钛的用途主要体现在以下几个方面：

与航空航天‌：0A与0级海绵钛，以其超高的纯度，航空航天领域有广泛应用。例如，飞机、火箭等精密零件中可能就蕴含着这些高品质的海绵钛。

医疗领域‌：高品质的海绵钛在医疗领域，它们被用于制造人体植入物、手术器材等，直接关系到病人的生命安全。

钛材、钛粉及其他钛构件的原料：海绵钛是生产钛材、钛粉及其他钛构件的基础原料。它通常是通过金属热还原法生产出的，具有多孔的海绵状结构，不能直接使用，需要在电炉中熔化成液体，才能铸成钛锭。

综上所述，海绵钛作为钛工业的基础原料、航空航天、医疗等多个领域都有广泛的应用。

四氯化钛主要用作生产海绵钛、钛白粉及三氯化钛。其制取方法很多，主要有沸腾氯化、熔盐氯化和竖炉氯化3 种方法。沸腾氯化是现行生产四氯化钛的主要方法（中国、日本、美国采用），其次是熔盐氯化（独联体国家采用），而竖炉氯化已被淘汰。沸腾氯化一般是以钙镁含量低的高品位富钛料为原料，而熔盐氯化则可使用含高钙镁的原料。

海绵钛的性质

物理性质

颜色和状态：海绵钛为银灰色金属，具有多孔的结构。

密度：相对密度为d204.5。

熔点和沸点：熔点为1668℃，沸点为3260℃。

硬度：硬度在HB 100～157之间。

化学性质

耐腐蚀性：海绵钛耐海水腐蚀性强，但不溶于水，能溶于氢氟酸、硝酸、浓硫酸。

反应性：在高温下能与多种化学物质发生反应，特别是在有氯气的环境中。

生产方法

海绵钛主要通过Kroll工艺（镁热法）生产。该工艺包括富态料制备、氯化、四氯化钛精制、还原蒸馏、氯化镁电解等步骤。在氩气气氛中，四氯化钛与金属镁反应生成海绵钛和氯化镁，然后通过真空蒸馏去除杂质，获得纯钛。

在还原过程中，TiCl4 中的微量杂质，如AlCl3、FeCl3、SiCl4、VOCl3 等均被镁还原生成相应的金属，这些金属全部混在海绵钛中。而混杂在镁中的杂质钾、钙、钠等，也是还原剂，它们分别将TiCl4 还原并生成相应的杂质氯化物。镁还原过程包括：TiCl4液体的气化→气体TiCl4和液体Mg 的外扩散→TiCl4 和Mg 分子吸附在活性中心→在活性中心上进行化学反应→结晶成核→钛晶粒长大→MgCl2 脱附→MgCl2 外扩散。这一过程中的关键步骤是结晶成核，随着化学反应的进行伴有非均相成核。

经排放MgCl2 操作后的镁还原产物， 含钛55%~60%、镁25%~30%、MgCl210%~15%，及少量TiCl3 和TiCl2，常用蒸馏法将海绵钛中的镁和MgCl2分离。

还原产物海绵钛在真空蒸馏过程中经受长期高温烧结，逐渐致密化、毛细孔逐渐缩小，树枝状结构消失，最后呈一坨状整块，俗称钛坨。

海绵钛的物理和化学特性

海绵钛一般为浅灰色颗粒，表面清洁，无目视可见的夹杂物。其纯度一般为99.1～99.7%，杂质元素总量为0.3～0.9%。海绵钛的硬度(HB)为100～157，根据纯度的不同分为WHTiO至MHTi4五个等级。

海绵钛的生产工艺

海绵钛主要通过金属热还原法生产，将钛铁矿变成四氯化钛，再放到密封的不锈钢罐中，充以氩气，使它们与金属镁反应，得到海绵状金属钛。这种多孔的“海绵钛”不能直接使用，还需要在电炉中熔化成液体，才能铸成钛锭。