海綿鈦不規(guī)則形狀
海綿鈦，是鈦加工材的原料。一般為淺灰色顆粒，表面清潔，無目視可見的夾雜物，也包括有缺陷的海綿鈦塊，如過燒的海綿鈦塊、具有明顯的暗黃色和亮黃色的氧化海綿鈦塊、帶有暗黃色和亮黃色痕跡的氧化和富氮的海綿鈦塊、帶有明顯氯化物殘余的海綿鈦塊、帶有殘?jiān)暮＞d鈦塊等。
海綿鈦不規(guī)則形狀
氯化工藝
海綿鈦是干什么用的
海綿鈦是鈦加工材的原料，主要用于制取工業(yè)鈦合金，是鈦工業(yè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。具體來說，海綿鈦的用途主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
與航空航天?：0A與0級(jí)海綿鈦，以其超高的純度，航空航天領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。例如，飛機(jī)、火箭等精密零件中可能就蘊(yùn)含著這些高品質(zhì)的海綿鈦。
醫(yī)療領(lǐng)域?：高品質(zhì)的海綿鈦在醫(yī)療領(lǐng)域，它們被用于制造人體植入物、手術(shù)器材等，直接關(guān)系到病人的生命安全。
鈦材、鈦粉及其他鈦構(gòu)件的原料：海綿鈦是生產(chǎn)鈦材、鈦粉及其他鈦構(gòu)件的基礎(chǔ)原料。它通常是通過金屬熱還原法生產(chǎn)出的，具有多孔的海綿狀結(jié)構(gòu)，不能直接使用，需要在電爐中熔化成液體，才能鑄成鈦錠。
綜上所述，海綿鈦?zhàn)鳛殁伖I(yè)的基礎(chǔ)原料、航空航天、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。
四氯化鈦主要用作生產(chǎn)海綿鈦、鈦白粉及三氯化鈦。其制取方法很多，主要有沸騰氯化、熔鹽氯化和豎爐氯化3 種方法。沸騰氯化是現(xiàn)行生產(chǎn)四氯化鈦的主要方法（中國、日本、美國采用），其次是熔鹽氯化（獨(dú)聯(lián)體國家采用），而豎爐氯化已被淘汰。沸騰氯化一般是以鈣鎂含量低的高品位富鈦料為原料，而熔鹽氯化則可使用含高鈣鎂的原料。
海綿鈦的性質(zhì)
物理性質(zhì)
顏色和狀態(tài)：海綿鈦為銀灰色金屬，具有多孔的結(jié)構(gòu)。
密度：相對密度為d204.5。
熔點(diǎn)和沸點(diǎn)：熔點(diǎn)為1668℃，沸點(diǎn)為3260℃。
硬度：硬度在HB 100～157之間。
化學(xué)性質(zhì)
耐腐蝕性：海綿鈦耐海水腐蝕性強(qiáng)，但不溶于水，能溶于氫氟酸、硝酸、濃硫酸。
反應(yīng)性：在高溫下能與多種化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，特別是在有氯氣的環(huán)境中。
生產(chǎn)方法
海綿鈦主要通過Kroll工藝（鎂熱法）生產(chǎn)。該工藝包括富態(tài)料制備、氯化、四氯化鈦精制、還原蒸餾、氯化鎂電解等步驟。在氬氣氣氛中，四氯化鈦與金屬鎂反應(yīng)生成海綿鈦和氯化鎂，然后通過真空蒸餾去除雜質(zhì)，獲得純鈦。
在還原過程中，TiCl4 中的微量雜質(zhì)，如AlCl3、FeCl3、SiCl4、VOCl3 等均被鎂還原生成相應(yīng)的金屬，這些金屬全部混在海綿鈦中。而混雜在鎂中的雜質(zhì)鉀、鈣、鈉等，也是還原劑，它們分別將TiCl4 還原并生成相應(yīng)的雜質(zhì)氯化物。鎂還原過程包括：TiCl4液體的氣化→氣體TiCl4和液體Mg 的外擴(kuò)散→TiCl4 和Mg 分子吸附在活性中心→在活性中心上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)→結(jié)晶成核→鈦晶粒長大→MgCl2 脫附→MgCl2 外擴(kuò)散。這一過程中的關(guān)鍵步驟是結(jié)晶成核，隨著化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行伴有非均相成核。
經(jīng)排放MgCl2 操作后的鎂還原產(chǎn)物， 含鈦55%~60%、鎂25%~30%、MgCl210%~15%，及少量TiCl3 和TiCl2，常用蒸餾法將海綿鈦中的鎂和MgCl2分離。
還原產(chǎn)物海綿鈦在真空蒸餾過程中經(jīng)受長期高溫?zé)Y(jié)，逐漸致密化、毛細(xì)孔逐漸縮小，樹枝狀結(jié)構(gòu)消失，最后呈一坨狀整塊，俗稱鈦坨。
海綿鈦的物理和化學(xué)特性
海綿鈦一般為淺灰色顆粒，表面清潔，無目視可見的夾雜物。其純度一般為99.1～99.7%，雜質(zhì)元素總量為0.3～0.9%。海綿鈦的硬度(HB)為100～157，根據(jù)純度的不同分為WHTiO至MHTi4五個(gè)等級(jí)。
海綿鈦的生產(chǎn)工藝
海綿鈦主要通過金屬熱還原法生產(chǎn)，將鈦鐵礦變成四氯化鈦，再放到密封的不銹鋼罐中，充以氬氣，使它們與金屬鎂反應(yīng)，得到海綿狀金屬鈦。這種多孔的“海綿鈦”不能直接使用，還需要在電爐中熔化成液體，才能鑄成鈦錠。
