海綿鈦副產品氯化鎂高溫氣相氧化反應器內流場的模擬研究

何澤玉，李曉飛，牛麗萍，張廷安

(東北大學 多金屬共生礦生態化利用教育部重點實驗室，遼寧 沈陽 110819)

0 引 言

金屬鈦不僅比強度高，而且具有良好的耐熱性、低溫韌性、低溫超導性以及耐腐蝕性等優點，是一種優良的結構與功能材料[1]，被廣泛應用于航空航天、艦船制造、石油化工、交通運輸、兵器、電力、建筑、醫療、冶金和輕工業等眾多領域[2-3]。海綿鈦的工業生產方法主要為Kroll 法。盡管Kroll法存在能耗高，還原效率低等缺點[4]，但其操作溫度低，原料適應性強，使得Kroll 法處于海綿鈦工業生產的主導地位。

利用Kroll 法生產海綿鈦會產生大量MgCl2。為了實現原料的循環使用，必須通過電解設備對MgCl2進行電解，從而得到Mg和Cl2。但MgCl2電解設備投資大，能耗高，因此我國大部分海綿鈦生產廠家直接外購原料四氯化鈦，通過鎂熱還原法來生產海綿鈦。此時，產生的MgO常作為固體廢料低價出售，經濟價值無法得到充分利用[5]。針對該現狀，東北大學研究人員提出“原位熱解-熱法還原煉鎂”海綿鈦清潔生產新工藝，即還原蒸餾產生的氣態MgCl2直接氧化熱解制備高純MgO及Cl2。該方法可充分利用廢棄資源和能源，實現短流程、低成本制備超細高純度MgO。圖1為該新流程的技術路線圖[6-7]。高純度MgO不僅可作為生產鎂的原料，基于其優良的耐酸堿性和電絕緣性，還可被廣泛應用于冶金、化工、微電子等領域[8-9]。產物Cl2可用于加碳沸騰氯化工藝或直接液化形成氯產品。對于外購四氯化鈦原料的企業，制備的高純MgO粉體可作為產品直接銷售。……