海绵钛的分类、产品与生产工艺

海绵钛的分类

海绵钛的分类主要基于其杂质含量和微观结构。海绵钛中的Fe, Ni, Cr等杂质主要来源于反应容器，这些杂质在海绵钛合金化过程中会被富集。此外，海绵钛的宏观结构（致密性或疏松性）与其微观组织、相及晶粒度无关，而是由物理量决定。因此，海绵钛可以根据其杂质含量和宏观致密性进行分类。 海绵钛可以根据纯度不同分为五个等级：WHTi0至MHTi4。

海绵钛的生产工艺

海绵钛的生产主要采用镁热还原法（Kroll法），该方法通过镁从四氯化钛（TiCl4）中还原出钛，再将反应物进行真空蒸馏，将海绵钛、镁和氯化镁分离，得到高纯度的海绵钛。这一工艺流程被广泛应用于全球多个国家，包括中国、日本、俄罗斯等。

在具体的生产过程中，还原蒸馏是核心工序，直接决定了海绵钛产品的最终质量。例如，攀钢集团在其生产线上采用了倒“U”型和“I”型的还原蒸馏炉，这些设备通过优化温度、压力和加料排料制度等工艺操作，解决了散热和成品海绵钛质量低等问题。此外，攀钢还引进了乌克兰的技术，并结合国内实际情况进行了改进，开发了蒸馏和精馏残渣水解及蒸发回收工艺技术、还原法渗钛和蒸馏渗钛技术等。

未来，海绵钛生产技术的发展趋势将朝着低成本、低杂质含量和绿色制造方向发展。例如，熔盐氯化、铝粉除钒和多级槽镁电解技术更适合海绵钛的生产。此外，随着技术的进步，海绵钛的生产设备也在不断大型化和自动化，以提高生产效率和降低成本。

海绵钛的副产品

在海绵钛的生产过程中，会生成多种产品和副产品。以下是主要的产品和副产品：

海绵钛

海绵钛生产的最终产品，是一种疏松多孔的海绵状金属钛，通常用于制备钛加工材，如钛锭或钛粉。

液态氯化镁

在Kroll法生产海绵钛的过程中，会产生液态氯化镁作为副产品。这是一种高温气体，可以通过回收利用来减少环境污染。

氧化镁

通过对海绵钛副产品氯化镁进行气相氧化反应，可以制备氧化镁粉末。这种方法可以有效地利用氯化镁，并生产出高纯度的氧化镁。

氯气

在海绵钛的清洁生产新工艺中，气态氯化镁可以直接氧化热解制备高纯氧化镁及氯气。氯气可以再次用于TiCl4的还原环节。