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July

2011

立足产业化 钛粉加工工艺研发事半功倍

发布时间:2011/7/11 17:35:161036次

据中国有色网报道:

   

  钛及其氧化物、合金产品是重要的涂料、新型结构材料、防腐材料,被誉为“继铁、铝之后处于发展中第三金属”和“战略金属”,在航空、军工、冶金、化工、机械、环境保护、医疗器械等领域有着广泛的应用,在国民经济发展中有其重要的地位和作用。

  

  近年来随着科学技术的飞速发展,钛及其钛合金粉越来越多地被广泛应用于各高科技领域与工业生产及人民生活之中,国际上需求量也越来越大,市场前景十分广阔,特别是美国、日本等国对钛的需求正在不断的增长。

  据介绍,目前中国每年钛材年需求量在2.5~3万吨,而国内年钛产量只有1500~2000吨,市场缺口巨大。

  在国内市场上,一吨钛金属粉的价格是60万元人民币,国际市场更高达每吨80万美元。

  

  但是,由于钛具有越加工越硬的特性,传统的机械球磨技术无法将其粉碎。

  钛的冶炼困难、产量低、成本高,因此,国际上对钛产品,特别是钛粉末的加工目前还处于探索、研制阶段,掌握钛粉制造的核心技术的国家并不多。

  

  新工艺层出不穷 却鲜有大规模产业化

  从矿石中提取的钛的最常用的方法,就是克罗尔工艺。

  但是,由于克罗尔工艺生产时间长,耗费劳动力和能源比较多,许多研究人员一直致力于寻找替代工艺。

  

  其中,比较有代表性的有以下四种:Metalysi公司(剑桥大学附属公司,原名为FFC)开发的剑桥工艺(Cambridge process,又称“FFC剑桥工艺”)利用电解法来连续生产海绵钛。

  国际钛粉(ITP)公司(已于2008年底被全球领先的钛白粉生产商CristalGlobal收购)开发的阿姆斯壮工艺(Armstrong process)通过连续低温还原四氯化钛来生产钛粉。

  杜邦公司和材料与电化学研究公司(MER Corporation)开发的MER工艺利用直接电解还原法生产钛粉。

  先进材料集团(ADMA Group)开发的氢化脱氢工艺(hydride/ dehydride process,HDH)利用改良的克罗尔工艺用钛废料、屑和其它钛废弃物来直接生产钛粉。

  

  在上述四种新兴工艺中,有三种是关于钛粉是生产工艺,一种是生产海绵钛的。

  但是,仅有剑桥工艺这个生产海绵钛的技术是由海绵钛生产商资助研发,因此,相对于其它三种用于生产钛粉的工艺来说,它 的产业化过程中会更加容易。

  但尽管如此,据业界专家称,剑桥工艺虽然已经商业化多年,却仍然受到那些尚未得到解决的技术壁垒的阻碍。

  同时,另外三种工艺的产业化也不尽理想。

  阿姆斯壮工艺多年来一直用于生产少量的钛粉,但直到目前还没有用于大规模生产,距离钛粉的商业化生产仍有一定距离。

  有些人认为MER工艺具有一定潜力,但目前尚处于开发初期,其前景仍不明朗。

  目前来看,氢化脱氢工艺最有前途,ADMA集团报道说正在寻求资金来扩大其生产,专家认为,这一工艺在数年后即可为美国陆军生产钛板。

  然而,由于其低成本优势主要是来源于钛废料的高利用率,该工艺仍不能完全取代克罗尔工艺。

  

  可见,一些新兴的改良的技术虽然可以增加产量、降低成本和能耗,但是在产业化的时候,却往往需要一个较大的周期。

  与新技术的研发相比,技术的产业化似乎更加重要。

  我国钛粉加工工艺研发成果显著

  我国钛粉加工技术的研发似乎更加注重市场和产业化问题,且成果显著。

  早在2000年,哈尔滨鑫科纳米科技发展有限公司的薛峻峰高级工程师等专家的“钛纳米级金属粉的制备与应用”课题就通过有关部门鉴定并得到大面积应用。

  据了解,经独特工艺制取的纳米钛粉,能让普通涂料新添耐磨、耐腐蚀等项性能,这项成果在当时属国际首创,而且,与国内外多数纳米研究尚处实验室阶段相比,这项成果已率先实现了批量生产、大面积应用。

  另外,照此办法,还能得到铜、铁、镍等金属的纳米材料。

  专家指出,这一成果产业化前景已被证明十分广阔。

  同步通过鉴定的高效能粉碎机,单机每年可加工纳米金属粉12吨,且性能改进提高明显,成本增加不大。

  

  今年3月份,由云南专家研发的“等离子高温分离钛-铝矿”技术获得成功。

  这一技术将彻底结束钛矿丰富的云南只卖原料的历史,使中国成为继美国和俄罗斯之后能直接生产金属钛粉末的世界第三大钛工业国。

  

  据悉,云南的矿产资源非常丰富,但由于冶炼技术落后,长期以来云南的钛矿只能以原料矿石出售为主。

  云南的钛矿以原料外销,每斤钛矿石才几毛钱,造成了重要的钛资源的低价流失。

  该项技术研发成功后,马上即可投入使用。

  据负责“钛-铝工业项目”一期工程金属钛粉厂建设的富民金发矿业有限公司董事长尚家荣介绍,项目启动后,将年产超细化、高纯度金属钛粉2.85万吨,纯铁粉3.7万吨,钛铁粉7200吨,年产值就可达到30.9亿元,可上缴税金7亿元。

  这将填补中国钛工业发展的历史空白。

  

  这两项技术的产业化,在不同阶段极大地推动了我国钛产业的发展,使我国钛产业在世界范围的影响力越来越大。

  通过对比也可以看出,我们不能只是埋头研究,而忽视了市场,忽视了技术实际应用的可行性。

  只有具备产业化条件的技术,才有实际意义,否则,再好的技术也是徒劳无功。

  

  今年6月,第12届世界钛会在北京举行,这是中国自1992年成为世界钛会国际组委会成员国以来首次举办世界钛会,标志着中国钛科学技术开始跨入国际先进水平的行列。

  希望业内同仁以既有成绩不断鞭策自己,在未来的生产和研究过程中,能更加深入、更具可行性地对钛粉加工技术的进行研究,推动更新更好的技术的出现,缩短产业化进程,进而推动我国钛粉加工工业的迅猛发展。

  

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