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第一篇 钛冶金3

第1章 钛的性质及用途3

1.1 钛的物理性质3

1.2 钛的化学性质4

1.3 钛的用途4

1.3.1 军工5

1.3.2 航空和航天5

1.3.3 海洋工程5

1.3.4 化工和石化5

1.3.5 汽车5

1.3.6 医疗6

1.3.7 体育和日用品6

1.3.8 建筑6

1.3.9 钢铁工业6

1.3.10 特种功能材料6

第2章 钛资源概况7

2.1 世界钛资源储量及其分布7

2.1.1 澳大利亚8

2.1.2 加拿大8

2.1.3 南非8

2.1.4 美国8

2.1.5 俄罗斯及前独联体其他国家8

2.1.6 其他国家9

2.2 中国钛资源现状9

2.2.1 钛铁矿岩矿9

2.2.2 钛铁矿砂矿10

2.2.3 原生金红石矿10

2.2.4 金红石砂矿11

第3章 TiO2的传统生产方法12

3.1 硫酸法12

3.2 氯化法14

3.3 盐酸法15

第4章 碱熔盐生产二氧化钛新方法17

4.1 引言17

4.2 碱熔盐法特点与优势18

4.3 原则流程18

4.4 碱熔盐反应体系热力学19

4.4.1 酸溶性钛渣的表征与分析20

4.4.2 碱熔盐分解钛渣的热力学分析20

4.5 碱熔盐分解过程宏观动力学34

4.5.1 研究方法及模型34

4.5.2 未反应核收缩模型35

4.5.3 高钛渣在NaOH熔盐体系中的分解动力学39

4.5.4 酸溶渣在NaOH熔盐体系中的分解动力学41

4.5.5 酸溶渣在NaOH-KOH混合熔盐体系中的分解动力学44

4.5.6 50渣在NaOH熔盐体系中的分解动力学46

4.6 工艺过程49

4.6.1 碱熔盐分解过程49

4.6.2 多级洗涤过程54

4.6.3 低温酸解过程56

4.6.4 钛液水解过程61

4.6.5 偏钛酸洗涤68

4.6.6 偏钛酸盐处理69

4.6.7 偏钛酸煅烧72

4.7 钛产物转化机理74

4.7.1 钛酸钠的结构及形成机理75

4.7.2 钛液的水解机理83

4.7.3 离子掺杂对于TiO2晶型转化的作用机理86

4.7.4 二氧化钛表面包覆的理论研究88

第5章 新技术应用与示范工程91

5.1 熔盐反应工序92

5.1.1 熔盐反应工序运行情况简介92

5.1.2 熔盐反应工艺核心技术92

5.1.3 现场运行数据93

5.2 离子交换、洗涤工序95

5.2.1 离子交换、洗涤工序运行情况简介95

5.2.2 离子交换、洗涤工艺关键技术95

5.2.3 现场运行数据95

5.3 钛液制备、精制及水解工序96

5.3.1 工序运行情况简介96

5.3.2 钛液制备、精制及水解工艺关键技术96

5.4 偏钛酸洗涤、盐处理、煅烧工序97

5.4.1 运行情况简介97

5.4.2 偏钛酸洗涤、盐处理、煅烧工艺关键技术98

5.5 碱介质循环工序98

第6章 小结99

参考文献100

第二篇 锆冶金105

第7章 锆的性质及用途105

7.1 锆的物理性质105

7.2 锆的核性质106

7.3 锆的化学性质107

7.4 锆化学制品及其应用108

第8章 锆矿类型和资源110

8.1 锆英石的特性110

8.2 锆英石的主要矿物及化学组成111

8.3 世界及中国的锆资源分布和储量112

8.4 锆英砂的分类规范113

第9章 氧氯化锆的传统生产方法114

9.1 氧氯化锆的性质及应用领域114

9.2 氧氯化锆的传统制备工艺115

9.2.1 氢氧化钠／碳酸钠烧结分解锆英砂制备氧氯化锆115

9.2.2 碳酸钙、氧化钙或氢氧化钙高温分解锆英砂制备氧氯化锆117

9.2.3 氯化水解法制取氧氯化锆118

9.3 国内氧氯化锆生产企业及面临的挑战119

第10章 氧氯化锆的清洁生产新工艺121

10.1 氧氯化锆的清洁生产新工艺简介121

10.2 氢氧化钠碱熔分解锆英砂新工艺研究122

10.2.1 氢氧化钠分解锆英砂基本原理122

10.2.2 影响锆英砂碱熔分解过程的因素126

10.2.3 反应过程中硅锆酸钠的生成过程129

10.2.4 氢氧化钠分解锆英砂新工艺131

10.3 水洗工艺研究132

10.3.1 水洗过程主要参数对脱硅脱钠的影响132

10.3.2 逆流水洗对脱硅脱钠的影响135

10.3.3 水洗过程硅／锆形态及其分离规律136

10.4 转型新工艺研究140

10.4.1 转型过程主要参数对脱钠的影响141

10.4.2 转型过程硅／锆形态及其分离规律143

10.5 酸解工艺优化及硅胶聚合过程讨论149

10.5.1 酸解条件的优化149

10.5.2 硅酸聚合过程讨论151

10.6 絮凝工艺及硅胶聚合过程讨论153

10.6.1 絮凝工艺影响因素153

10.6.2 絮凝过程硅酸聚合过程讨论155

10.7 新技术的工程应用157

10.7.1 氧氯化锆产品指标158

10.7.2 连续碱熔工艺的中试验证159

10.7.3 转型工艺的应用159

10.7.4 酸解－絮凝工艺的应用160

10.7.5 新工艺产品与传统工艺对比160

第11章 小结162

参考文献163

第三篇 镍冶金169

第12章 镍的性质及用途169

12.1 镍的物理性质169

12.2 镍的化学性质169

12.3 镍的化合物169

12.3.1 镍的氧化物169

12.3.2 镍的硫化物170

12.3.3 镍的砷化物170

12.4 用途170

第13章 镍矿类型和资源171

13.1 镍矿类型171

13.2 镍矿资源172

13.2.1 世界镍资源172

13.2.2 国内镍资源174

第14章 镍的传统生产方法176

14.1 镍的火法冶金176

14.1.1 硫化镍矿的火法冶金176

14.1.2 氧化镍矿的火法冶金177

14.2 镍的湿法冶金178

14.2.1 硫化镍矿的湿法冶金178

14.2.2 氧化镍矿的湿法冶金180

第15章 镍的碱－酸联合冶金新方法186

15.1 引言186

15.1.1 碱－酸双循环工艺的技术路线186

15.1.2 碱－酸双循环工艺过程及创新点187

15.2 碱熔活化处理红土镍矿的基础研究188

15.2.1 碱熔活化处理褐铁型红土镍矿的热力学研究188

15.2.2 碱熔活化处理褐铁型红土镍矿提取铬、铝的动力学研究207

15.2.3 碱熔活化处理褐铁型红土镍矿机理分析213

15.3 红土镍矿碱熔活化提取铬、铝工艺221

15.3.1 碱熔反应221

15.3.2 浸出反应224

15.3.3 铝的碳化分离228

15.3.4 铬的液相还原236

15.4 碱浸渣酸浸提取镍、钴239

15.4.1 酸浸反应240

15.4.2 镍、钴分离243

第16章 新技术应用与示范工程247

16.1 碱熔焙烧万吨中试线的工艺流程设计248

16.1.1 工艺流程248

16.1.2 主体设备的参数计算248

16.1.3 物料及能量消耗估算252

16.2 万吨级示范工程碱熔焙烧试验研究254

16.2.1 试验条件254

16.2.2 试验方法256

16.2.3 试验结果与讨论258

16.3 万吨级示范工程的意义260

第17章 小结261

参考文献262