钛材在氯碱工业中的应用

1 我国钛工业发展概况
钛及钛合金材料的综合性能优异，耐腐蚀性能好，用途极其广泛，应用钛材所取得的技术效果和经济效益十分显著，目前已成为我国航空，航天、原于能工业和民用工业领域无法取代的新型材料。
我国钛的资源极其丰富，已查明的储量居世界*，攀枝花。广东，广西及海南地区储量丰富，尤以攀枝花地区的储量zui大。
我国钛工业起步于50年代末期60年代初期，zui早应用钛的是航空工业。从70年代初期，钛材的应用开始转向化工，轻工，电力，冶金，纺织等民用工业。进入80。年代，由于争取到国家多方面的大力支持，钛的国内市场迅速扩大，我国钛工业生产有了较大的提高。据统计，每使用1t钛材，每年可获得10万元的经济效益。
我国生产海绵钛的企业有遵义钛厂，抚顾铝厂，年总产量为2800t。我国生产钛材的加工厂有宝鸡有色金属加工厂，沈阳有色金属加工厂等10余家企业，“八五”期间年均产量为1300t左右，其中宝鸡有色金属加工厂的产量占总产量的80％以上，*钛材加工能力为5.7万乙我国仅占很小一部分。由于我国钛工业生产规模小，品种不齐，生产成本高，在市场上缺乏竞争力。因此，国外钛产品年年都有不少涌人国内市场。
化工系统是我国民用工业用钛zui早，用量zui大的工业部门。1972年，上海天原化工厂氯碱生产系统带头应用钛材以来，用途日渐扩大。现已从烧碱生产扩大到纯碱，氯酸盐。尿素，氯化铵，化肥，无机盐、有机合成，农药、精细化工等方面。“七五”，“八五”期间化工用钛量均超过了千吨。目前，国产化工钛设备中，用钛数量zui多的是换热器，其次是钛阳极和容器。
    氯碱工业是我国原材料工业，其产品是基本化工原料，广泛用于轻纺，造纸，农药、医药，建材，冶金等行业。氯碱是化工工业重点发展项目之一，也是国内使用钛材的大户。
    氯碱工业是腐蚀性很强的行业，其生产过程中的工艺介质及产品如饱和盐水，湿氯气，烧碱，盐酸及硫酸等均具有*的腐蚀性，因而在氯碱生产工程中必须慎重选择其装置的结构材料，否则在生产中将会出现跑，冒，滴，漏等现象，严重影响生产的正常进行和产品质量。近年来，随着我国氯碱工业的迅速发展和新设备、新工艺的不断出现，钛在氯碱工业中的应用范围也逐渐扩大，广泛地用来制造金属阳极电解槽、离子膜电解槽，湿氧冷却器，精制盐水预热器，脱氯塔，氯气冷却洗涤塔等。这些设备的零部件以往采用非金属材料，由于非金属材料的力学性能、热稳定性能和加工性能不够理想，造成设备笨重，能耗大，寿命短，质量差等现象。
    自60年代末金属阳极电解槽问世以来，被世界上许多国家广泛采用。我国自1973年开始，陆续用金属阳极电解槽和离子膜电解槽代替石墨电解槽，用钛制湿氯冷却器代替石墨冷却器，都取得了好的效果。钛铜复合棒是金属阳极的重要构件，起着导电。耐蚀和支撑涂钌阳极片的作用。以1993年氯碱生产总产量为例，其中以金属阳极电解生产的氯碱占总产量的65％以上。据统计，每生产lt烧碱，金属阳极用钛材13～18t。
    隔膜金属阳极电解槽比石墨阳极电解槽生产每吨烧碱可节电100—200kW.h。产品纯度和色泽质量均大大提高，生产稳定性好，电解槽寿命长。传统的石墨阳极只能使用6—9个月，而金属阳极则可使用10年以上。所以，采用金属阳极，被称为氯碱工业的一次革命。
     我国自盐锅峡化工厂引进*套离子膜烧碱生产装置距今仅10年，而短短的几年里，又先后引进4个国家7个公司离子膜法烧碱生产装置。北京化工机械厂引进了日本旭化成和旭硝于公司的离子膜装置的制造技
术，至今已为国内生产出多套离子膜法制碱装置。国内引进的离子膜装置中除主体电解槽，阳极液钛泵进口外，其余的钛制设备都要求国内生产配套供应。
全国目前有220家氯碱生产企业，其中年生产能力在10万t以上的厂家有9家，年产能力1.5万t以下的小氯碱厂约122家。1994年世界烧碱产量约 6000万t，离子膜技术生产1000万t。我国1994年烧碱产量为428万乙离子膜法生产的烧碱为47万l目前，进口装置和北京化工机械厂制造的离子膜法制碱装置已投入运行的有20余家。
    离子膜电解法是80年代世界上和经济的烧碱生产方法。“九五”期间烧碱技改重点是离子膜槽国产化。预计2000年离子膜法生产烧碱能力将占世界总产量的30％，我国2000年离子膜法生产能力将占全国产量的26％。随着离于膜装置的制造和运行，会大大提高我国氯碱生产技术水平，同时也将推动我国钛在氯碱行业的应用范围，钛也将为氯碱行业的发展做出更大的贡献。