四氯化鈦可研報(bào)告.doc

1年產(chǎn)5000噸四氯化鈦工程可行性研究報(bào)告二六年十二月2第一章總論1.1項(xiàng)目名稱(chēng)、建設(shè)單位、企業(yè)法人及項(xiàng)目負(fù)責(zé)人1.1.1項(xiàng)目名稱(chēng)：年產(chǎn)5000噸四氯化鈦工程1.1.2建設(shè)單位：1.1.3企業(yè)法人：1.1.4項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：1.2企業(yè)概況1.3項(xiàng)目提出的背景、投資必要性和意義目前，我國(guó)鈦儲(chǔ)量居世界首位，占世界總量的40%左右，而且90.5%以上在四川省攀枝花地區(qū)，鈦氧化物儲(chǔ)量約為8.73億噸，是以釩鈦磁鐵礦形式存在，擁有96.6億噸釩鈦磁鐵礦（含有20多種稀有貴重金屬）。鈦的利用率僅為4.9%。公司采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的沸騰流化生產(chǎn)技術(shù)，建設(shè)年產(chǎn)5000噸四氯化鈦裝置，該裝置生產(chǎn)的四氯化鈦，是一種液體原料，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，廣泛應(yīng)用于鈦白粉的生產(chǎn)及海綿鈦的生產(chǎn)。用該原料生產(chǎn)的鈦白粉具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性、耐候性，良好的白度、著色力和遮蓋力，是最重要的無(wú)機(jī)顏料和化工原料。顏料級(jí)鈦白粉主要應(yīng)用于涂料、造紙、塑料、橡膠、印刷油墨、化學(xué)纖維等行業(yè)。用該原料生產(chǎn)的海綿鈦是銀白色的金屬，它具有許多優(yōu)良性能。海綿鈦的密度為4.54g/3，比鋼輕43%，機(jī)械強(qiáng)度卻與鋼差不多，比鋁大二倍，比鎂大伍倍，鈦耐高溫，熔點(diǎn)1942K，比黃金高近700K，比鋼高近500K，耐腐蝕（永久不生銹），高低溫差變化系數(shù)小等，是航空、航天和國(guó)防工業(yè)的重要材料。在民用工業(yè)方面，3也廣泛應(yīng)用于化工設(shè)備、航海設(shè)備、電子材料、發(fā)電設(shè)備、體育器材、醫(yī)療器械制造等。綜上所述，公司依托自身的資源、技術(shù)、人才、市場(chǎng)等優(yōu)勢(shì)，建設(shè)年產(chǎn)5000噸四氯化鈦裝置，對(duì)提高我國(guó)鈦白粉行業(yè)及海綿鈦的規(guī)模，緩解國(guó)內(nèi)市場(chǎng)高檔鈦白及海綿鈦供應(yīng)的緊張狀況、替代進(jìn)口產(chǎn)品、節(jié)省國(guó)家外匯，將具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。第二章市場(chǎng)分析2.市場(chǎng)預(yù)測(cè)2.1產(chǎn)品的主要特點(diǎn)及用途鈦及其合金密度低（4.5g/cm3為碳鋼的57%）、比強(qiáng)度高、耐蝕性好、無(wú)磁性、熱膨脹系數(shù)低，約是不銹鋼及鋁材的50%，有的鈦合金具有特殊功能，如形狀記憶功能，超彈性、超導(dǎo)性能等，它即是優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料，又是新型功能材料和重要的生物植入材料。所以，它被廣泛用于航空航天、船艦、兵器、化工、石油、電力、輕工、冶金、紡織、建筑、醫(yī)療、體育、休閑等行業(yè)。鈦在地殼中儲(chǔ)量豐富（0.64%），為銅的60倍，鎳的30倍。全世界具有工業(yè)開(kāi)采價(jià)值的資源約19.7億噸(TiO2)，我國(guó)鈦資源9.7億噸，儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量40%以上。有關(guān)專(zhuān)家對(duì)鈦的價(jià)值，資源壽命和發(fā)展前景評(píng)估，鈦已成為鋼鐵、鋁之后，正在崛起的“第三金屬”。特別是鈦?zhàn)鳛樾l(wèi)星、火箭、導(dǎo)彈、飛機(jī)、核潛艇和核電站上的關(guān)鍵材料有不可替代的作用，又譽(yù)為“二十一世紀(jì)戰(zhàn)略金屬”。鈦金屬在各領(lǐng)域應(yīng)用典型實(shí)例：航空航空市場(chǎng)占美國(guó)全部鈦材料需求的65%左右，1952年道格拉斯4DC-7飛機(jī)短艙及隔熱墻上首先應(yīng)用鈦材，幾十年來(lái)應(yīng)用比例逐漸上升，如B777飛機(jī)使用鈦合金結(jié)構(gòu)材料比例高達(dá)11%，以前的B707用鈦量?jī)H有0.5%，現(xiàn)在用鈦比例高達(dá)41%，其中機(jī)身承力框重達(dá)2770公斤，我國(guó)60年代生產(chǎn)的殲7機(jī)用鈦量?jī)H9公斤，殲8機(jī)增至93公斤，我國(guó)飛機(jī)用鈦量?jī)H為2-3%，潛力很大。艦船20世紀(jì)70年代，鈦開(kāi)始用在艦船的外甲板、螺旋漿、冷凝器、海水淡化裝置和潛水器殼上，前蘇聯(lián)“臺(tái)風(fēng)”級(jí)核潛艇每艘用鈦量高達(dá)9000噸。化工、石油金屬鈦陽(yáng)極隔膜電解槽代替石墨陽(yáng)極，陽(yáng)極壽命由6-9個(gè)月提高到10年以上，截止1996年全國(guó)99個(gè)氯堿廠(chǎng)改造8400多臺(tái)電解槽。在石油行業(yè)用鈦代替Cr-Mo合金鋼做高壓油管使采油裝置成本下降40%，近海石油和天然氣生產(chǎn)用鈦量在2000年為500噸，預(yù)計(jì)到2006年將達(dá)到2300噸。電力用鈦代替鋁青銅、鋁黃銅制做濱海電站熱交換器有明顯優(yōu)越性。汽車(chē)據(jù)資料介紹，每降低10%的車(chē)體重量，就可以減少10%的廢氣排放量及節(jié)省7%燃料，汽車(chē)的輕量化將起到“節(jié)能，環(huán)?！半p重功效，鈦是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)減重的最理想金屬。美國(guó)已生產(chǎn)出賽車(chē)用的鈦制進(jìn)氣氣門(mén)、排氣氣門(mén)、氣門(mén)護(hù)圈、鈦連桿等部件。日本在20年前就把鈦用在賽車(chē)和跑車(chē)上，汽車(chē)上的應(yīng)用主要有發(fā)動(dòng)機(jī)部件彈簧、車(chē)桿、連桿、標(biāo)準(zhǔn)件、車(chē)輪、動(dòng)力伐等，據(jù)日本經(jīng)驗(yàn)，汽車(chē)動(dòng)力伐使用0.8千克-0.9千克鈦，相當(dāng)于減重20千克的效果，日本汽車(chē)用鈦量逐年增加，目前美國(guó)每年可生產(chǎn)51500萬(wàn)-1600萬(wàn)輛汽車(chē)，若每輛車(chē)上有1千克-1.5千克鈦部件，則汽車(chē)用鈦量將達(dá)到15000多噸，1995年全世界汽車(chē)用鈦量?jī)H100噸，而2002年達(dá)到1100噸，汽車(chē)用鈦市場(chǎng)前景廣闊。軍事工業(yè)鈦用于裝甲車(chē)可減輕重量25-60%，提高裝甲車(chē)戰(zhàn)斗力和機(jī)動(dòng)性，降低壽命周期成本。在火炮系統(tǒng)，XM777，155m超輕型便攜式榴彈炮的架尾和反沖擊氣缸是用鈦制成的。目前裝甲車(chē)年用鈦量為400噸，到2006年將增至1300噸。計(jì)算機(jī)、體育休閑、醫(yī)用、建筑等行業(yè)也是鈦金屬新興市場(chǎng)。高爾夫球桿球頭用鈦量1200噸，正在建設(shè)中的北京歌劇院公蒙皮材料估計(jì)將用400噸鈦材。世界各國(guó)鈦產(chǎn)品消費(fèi)結(jié)構(gòu)比例見(jiàn)表2-1表2-1美國(guó)獨(dú)聯(lián)體西歐日本中國(guó)航空應(yīng)用（%）7060605-1010-15工業(yè)民用應(yīng)用（%）30404090-9585-902.2世界鈦工業(yè)發(fā)展及現(xiàn)狀海綿鈦是制造鈦及其合金的基礎(chǔ)材料，海綿鈦的質(zhì)量成本直接影響鈦及其合金材的質(zhì)量和成本，海綿鈦產(chǎn)業(yè)化意義重大。海綿鈦的生產(chǎn)過(guò)程從鈦鐵礦開(kāi)始，直到精Ticl4的生產(chǎn)，各車(chē)間基本上是相近似的，而Ticl4還原制成金屬鈦則有鎂還原法、納還原法、和電解法。鈉還原法因鈉的生產(chǎn)、再生和還原產(chǎn)品后的處理復(fù)雜，產(chǎn)品質(zhì)量差異，用該法生產(chǎn)的工廠(chǎng)基本停產(chǎn)，電解法仍處于試驗(yàn)研究階段，目前工業(yè)生產(chǎn)都是采用Ticl4鎂還原法。世界各生產(chǎn)廠(chǎng)家及生產(chǎn)能力詳見(jiàn)表2-2。2002年世界海綿鈦生產(chǎn)57300噸，鈦加工能力110600噸。近6幾年世界海綿鈦產(chǎn)量詳見(jiàn)表2-3。世界海綿鈦生產(chǎn)廠(chǎng)家及其生產(chǎn)能力表2-2序號(hào)國(guó)家生產(chǎn)廠(chǎng)生產(chǎn)能力（噸/年）1美國(guó)鈦金屬公司、俄勒岡鈦公司14500、（6800）關(guān)閉2日本住友鈦公司、東邦鈦公司18000、（10800）3俄羅斯阿維斯瑪26004哈薩克斯坦烏斯季卡緬諾、戈?duì)査箍?2005烏克蘭扎波羅日60006中國(guó)遵義鈦廠(chǎng)、（撫順鈦廠(chǎng)）5000、（1500）110600近幾年世界海綿鈦產(chǎn)量表2-3（萬(wàn)噸）年份1995199619971998199920002001合計(jì)比例%美國(guó)2.302.803.203.922.001.202.4017.8237.6日本1.672.112.452.402.001.951.2013.7829.0獨(dú)聯(lián)體1.411.951.732.003.001.902.4014.3930.3中國(guó)0.170.210.230.230.180.190.251.463.1合計(jì)5.557.077.618.557.185.246.2547.45100美國(guó)是鈦材最大生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)占世界50%以上，美國(guó)鈦產(chǎn)品裝貨量與進(jìn)口量的分類(lèi)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2-4。美國(guó)鈦產(chǎn)品裝貨量與進(jìn)口量的分類(lèi)統(tǒng)計(jì)表表2-4（噸）19971998199920002001裝貨量：緊固件、絲、擠壓材、板、帶、箔、管12500126008270775077707鍛件及擠壓坯1350011200101001250010900棒材38503700324033504410總計(jì)2980027500216002360023600進(jìn)口量：鑄錠51892228111014252133坯料22010270114226大型扁坯板、棒57499538粉末224146224250159其他96215118485總計(jì)58062648161418123041合計(jì)3560630148232142541226641美國(guó)鈦金屬主要在“天上”，而日本主要用在“地上”，民用領(lǐng)域應(yīng)用開(kāi)發(fā)最早。從表2-5清楚看出日本鈦材應(yīng)用領(lǐng)域。日本鈦材應(yīng)用領(lǐng)域分類(lèi)表應(yīng)用領(lǐng)域鈦材消費(fèi)量（噸）200120022003（預(yù)測(cè)）化工630491490電力779886600海水淡化26050電解5966756608板式換熱器82410331000飛機(jī)554447450零售業(yè)132611351200海洋能源153194200建筑734350汽車(chē)491571500日用品933808800體育休閑412527500醫(yī)療173050其他476416450出口712872257000總計(jì)144341448114000總之，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)發(fā)展，鈦生產(chǎn)成本的降低，鈦的新用途將會(huì)越來(lái)越多，鈦金屬生產(chǎn)及消費(fèi)量也將隨之大幅增加，據(jù)日本鈦業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，未來(lái)全球鈦材需求量應(yīng)為不銹鋼需求量的3%即40萬(wàn)噸。第三章建設(shè)規(guī)模及內(nèi)容3.1建設(shè)規(guī)模年產(chǎn)5000噸四氯化鈦工程3.2建設(shè)內(nèi)容本項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容主要包括四氯化鈦的制備（氯化）及精制兩大工段。9(1)四氯化鈦的制備工段包括：原料粉磨、氯化、分離、冷凝等主要工序。(2)四氯化鈦的精制工段包括：除釩、蒸餾、蒸發(fā)、尾氣的分離與凈化等主要工序。3.3產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)四氯化鈦大于99.9%四氯化硅小于0.01%釩小于0.0007%鐵小于0.002%比色度5毫克K2Cr2O7/L第四章工藝技術(shù)方案4.1工藝技術(shù)方案的選擇目前，世界上制取四氯化鈦的工業(yè)生產(chǎn)方法主要有流態(tài)氯化法、熔鹽氯化和豎爐氯化三種氯化方法。流態(tài)氯化工業(yè)化生產(chǎn)是采用細(xì)顆粒富鈦物料與固定碳質(zhì)還原劑，在高溫、氯氣流作用下呈流態(tài)化狀態(tài)，同時(shí)進(jìn)行氯化反應(yīng)制取四氯化鈦的方法。該法具有加速氣-固相間傳質(zhì)