海綿鈦生產中鎂的循環利用(circulative utilization of magnesium in production of titanium sponge)
鎂的循環海綿鈦生產中鎂的循環途徑(見圖)有二:
(1)還原過程排放的MgCl2(約占MgCl2生成總量的94%~98%)和還原反應前排出的返回蒸餾冷凝物中的MgCl2,經電解、精煉制得的金屬鎂再返回TiCl4還原作業;
(2)蒸餾所得冷凝物(Mg+MgCl2)連同冷凝器直接返回TiCl4還原作業。循環過程中鎂和MgCl2的損失包括:TiCl4還原作業在排放MgCl2及其傳輸過程中的損失,還原一蒸餾拆罐時的機械損失以及MgCl2電解、精煉及液鎂傳輸過程中的損失。補加的鎂量即為鎂在循環過程中的損失量,也可換算為噸鈦產品的凈鎂耗量。

鎂循環與能耗的關系為了降低凈鎂耗量,除必須嚴格工藝操作制度以減少鎂在還原一蒸餾過程的損失外,還要提高MgCl2電解的技術水平,降低生產噸鎂所需MgCl2的用量。按化學計量,生產1t鎂需3.917tMgCl2,實際生產約需4.0t。
在鎂熱還原法生產海綿鈦中,用作還原劑的鎂可看作是一種能量載體。鎂耗愈低,能耗亦愈低。還原一蒸餾過程實現鎂循環生產噸鈦產品的金屬鎂能耗量由三部分構成:
式中∑EMg為噸鈦的金屬鎂的能耗量,kW?h;E凈耗Mg為噸鎂還原過程排放的MgCl2經電解制得的鎂能耗,kW?h;E冷凝Mg為還原一蒸餾作業中循環使用的蒸餾鎂能耗,此時E冷凝Mg=0;K1、K2、K3分別為生產噸鈦產品時凈耗鎂、電解鎂和冷凝鎂的單耗,t。
實現鎂循環作業后,由于E冷凝Mg=0,所以
;又由于E電解Mg凈耗Mg,K1《K2,因而鎂能耗較比未實現鎂循環前大為減少,即海綿鈦生產能耗亦大幅度降低。









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