1年產5000噸四氯化鈦工程可行性研究報告二六年十二月2第一章總論1.1項目名稱、建設單位、企業(yè)法人及項目負責人1.1.1項目名稱：年產5000噸四氯化鈦工程1.1.2建設單位：1.1.3企業(yè)法人：1.1.4項目負責人：1.2企業(yè)概況1.3項目提出的背景、投資必要性和意義目前，我國鈦儲量居世界首位，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%。公司采用國內外先進的沸騰流化生產技術，建設年產5000噸四氯化鈦裝置，該裝置生產的四氯化鈦，是一種液體原料，化學性質穩(wěn)定，廣泛應用于鈦白粉的生產及海綿鈦的生產。用該原料生產的鈦白粉具有較高的化學穩(wěn)定性、耐熱性、耐候性，良好的白度、著色力和遮蓋力，是最重要的無機顏料和化工原料。顏料級鈦白粉主要應用于涂料、造紙、塑料、橡膠、印刷油墨、化學纖維等行業(yè)。用該原料生產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%，機械強度卻與鋼差不多，比鋁大二倍，比鎂大伍倍，鈦耐高溫，熔點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、航天和國防工業(yè)的重要材料。在民用工業(yè)方面，3也廣泛應用于化工設備、航海設備、電子材料、發(fā)電設備、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、人才、市場等優(yōu)勢，建設年產5000噸四氯化鈦裝置，對提高我國鈦白粉行業(yè)及海綿鈦的規(guī)模，緩解國內市場高檔鈦白及海綿鈦供應的緊張狀況、替代進口產品、節(jié)省國家外匯，將具有重要的現(xiàn)實意義。第二章市場分析2.市場預測2.1產品的主要特點及用途鈦及其合金密度低（4.5g/cm3為碳鋼的57%）、比強度高、耐蝕性好、無磁性、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、超導性能等，它即是優(yōu)質的結構材料，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)。鈦在地殼中儲量豐富（0.64%），為銅的60倍，鎳的30倍。全世界具有工業(yè)開采價值的資源約19.7億噸(TiO2)，我國鈦資源9.7億噸，儲量占世界總儲量40%以上。有關專家對鈦的價值，資源壽命和發(fā)展前景評估，鈦已成為鋼鐵、鋁之后，正在崛起的“第三金屬”。特別是鈦作為衛(wèi)星、火箭、導彈、飛機、核潛艇和核電站上的關鍵材料有不可替代的作用，又譽為“二十一世紀戰(zhàn)略金屬”。鈦金屬在各領域應用典型實例：航空航空市場占美國全部鈦材料需求的65%左右，1952年道格拉斯4DC-7飛機短艙及隔熱墻上首先應用鈦材，幾十年來應用比例逐漸上升，如B777飛機使用鈦合金結構材料比例高達11%，以前的B707用鈦量僅有0.5%，現(xiàn)在用鈦比例高達41%，其中機身承力框重達2770公斤，我國60年代生產的殲7機用鈦量僅9公斤，殲8機增至93公斤，我國飛機用鈦量僅為2-3%，潛力很大。艦船20世紀70年代，鈦開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)“臺風”級核潛艇每艘用鈦量高達9000噸?；ぁ⑹徒饘兮侁枠O隔膜電解槽代替石墨陽極，陽極壽命由6-9個月提高到10年以上，截止1996年全國99個氯堿廠改造8400多臺電解槽。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用鈦量在2000年為500噸，預計到2006年將達到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。汽車據(jù)資料介紹，每降低10%的車體重量，就可以減少10%的廢氣排放量及節(jié)省7%燃料，汽車的輕量化將起到“節(jié)能，環(huán)保“雙重功效，鈦是實現(xiàn)汽車減重的最理想金屬。美國已生產出賽車用的鈦制進氣氣門、排氣氣門、氣門護圈、鈦連桿等部件。日本在20年前就把鈦用在賽車和跑車上，汽車上的應用主要有發(fā)動機部件彈簧、車桿、連桿、標準件、車輪、動力伐等，據(jù)日本經驗，汽車動力伐使用0.8千克-0.9千克鈦，相當于減重20千克的效果，日本汽車用鈦量逐年增加，目前美國每年可生產51500萬-1600萬輛汽車，若每輛車上有1千克-1.5千克鈦部件，則汽車用鈦量將達到15000多噸，1995年全世界汽車用鈦量僅100噸，而2002年達到1100噸，汽車用鈦市場前景廣闊。軍事工業(yè)鈦用于裝甲車可減輕重量25-60%，提高裝甲車戰(zhàn)斗力和機動性，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。目前裝甲車年用鈦量為400噸，到2006年將增至1300噸。計算機、體育休閑、醫(yī)用、建筑等行業(yè)也是鈦金屬新興市場。高爾夫球桿球頭用鈦量1200噸，正在建設中的北京歌劇院公蒙皮材料估計將用400噸鈦材。世界各國鈦產品消費結構比例見表2-1表2-1美國獨聯(lián)體西歐日本中國航空應用（%）7060605-1010-15工業(yè)民用應用（%）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材料，海綿鈦的質量成本直接影響鈦及其合金材的質量和成本，海綿鈦產業(yè)化意義重大。海綿鈦的生產過程從鈦鐵礦開始，直到精Ticl4的生產，各車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、再生和還原產品后的處理復雜，產品質量差異，用該法生產的工廠基本停產，電解法仍處于試驗研究階段，目前工業(yè)生產都是采用Ticl4鎂還原法。世界各生產廠家及生產能力詳見表2-2。2002年世界海綿鈦生產57300噸，鈦加工能力110600噸。近6幾年世界海綿鈦產量詳見表2-3。世界海綿鈦生產廠家及其生產能力表2-2序號國家生產廠生產能力（噸/年）1美國鈦金屬公司、俄勒岡鈦公司14500、（6800）關閉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、戈爾斯克22005烏克蘭扎波羅日60006中國遵義鈦廠、（撫順鈦廠）5000、（1500）110600近幾年世界海綿鈦產量表2-3（萬噸）年份1995199619971998199920002001合計比例%美國2.302.803.203.922.001.202.4017.8237.6日本1.672.112.452.402.001.951.2013.7829.0獨聯(lián)體1.411.951.732.003.001.902.4014.3930.3中國0.170.210.230.230.180.190.251.463.1合計5.557.077.618.557.185.246.2547.45100美國是鈦材最大生產國和消費國占世界50%以上，美國鈦產品裝貨量與進口量的分類統(tǒng)計見表2-4。美國鈦產品裝貨量與進口量的分類統(tǒng)計表表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2980027500216002360023600進口量：鑄錠51892228111014252133坯料22010270114226大型扁坯板、棒57499538粉末224146224250159其他96215118485總計58062648161418123041合計3560630148232142541226641美國鈦金屬主要在“天上”，而日本主要用在“地上”，民用領域應用開發(fā)最早。從表2-5清楚看出日本鈦材應用領域。日本鈦材應用領域分類表應用領域鈦材消費量（噸）200120022003（預測）化工630491490電力779886600海水淡化26050電解5966756608板式換熱器82410331000飛機554447450零售業(yè)132611351200海洋能源153194200建筑734350汽車491571500日用品933808800體育休閑412527500醫(yī)療173050其他476416450出口712872257000總計144341448114000總之，隨著科學技術的進步及經濟發(fā)展，鈦生產成本的降低，鈦的新用途將會越來越多，鈦金屬生產及消費量也將隨之大幅增加，據(jù)日本鈦業(yè)協(xié)會預測，未來全球鈦材需求量應為不銹鋼需求量的3%即40萬噸。第三章建設規(guī)模及內容3.1建設規(guī)模年產5000噸四氯化鈦工程3.2建設內容本項目建設內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產品質量標準四氯化鈦大于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第四章工藝技術方案4.1工藝技術方案的選擇目前，世界上制取四氯化鈦的工業(yè)生產方法主要有流態(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)化生產是采用細顆粒富鈦物料與固定碳質還原劑，在高溫、氯氣流作用下呈流態(tài)化狀態(tài)，同時進行氯化反應制取四氯化鈦的方法。該法具有加速氣-固相間傳質