鎂電解多極槽技術(shù)在海綿鈦生產(chǎn)中的應用與分析

我國鎂電解技術(shù)起步較晚，至目前共經(jīng)歷了三個(gè)重要歷史時(shí)期，一是1957-1993年期間，引進(jìn)并使用的是有隔板鎂電解槽技術(shù)。二是1993-2010年期間，引進(jìn)并使用的是大型無(wú)隔板鎂電解槽技術(shù)[1]。三是2010年至今，引進(jìn)并使用的是鎂電解多極槽技術(shù)。每次技術(shù)的引進(jìn)都使我國鎂電解技術(shù)實(shí)現了跨越式的進(jìn)步與裝備的提升，使得鎂電解效率、產(chǎn)品質(zhì)量以及節能、環(huán)保指標得到顯著(zhù)改善。我國海綿鈦工業(yè)發(fā)展起步于上世紀60年代末，至2004年我國僅有2家海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)，即遵義鈦廠(chǎng)和撫順?shù)X廠(chǎng)的鈦分廠(chǎng)，年產(chǎn)量總計約2,000噸。2004年末國內海綿鈦需求逐步增加，2005年價(jià)格已從5-6萬(wàn)元/噸，漲到20-30萬(wàn)元/噸，產(chǎn)能翻了60倍以上。2005-2008年，國內由原兩家擴張到三四十家，海綿鈦企業(yè)遍地開(kāi)花、產(chǎn)能突飛猛進(jìn)，形成年產(chǎn)15-20萬(wàn)噸規模。 在這近10年的期間內，海綿鈦行業(yè)經(jīng)歷了兩次擴張和一次洗牌，至2013年末國內海綿鈦企業(yè)只剩約20家，均處于產(chǎn)能?chē)乐剡^(guò)剩、市場(chǎng)與成本倒掛狀態(tài)。如何及時(shí)、有效、合理地消耗掉海綿鈦生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)出的大量副產(chǎn)品氯化鎂并降低海綿鈦生產(chǎn)成本，已引起了海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)的高度重視，一些企業(yè)紛紛尋求引進(jìn)鎂電解技術(shù)或盲目的實(shí)施鎂電解技術(shù)。由于很多企業(yè)對鎂電解工藝技術(shù)的缺乏了解，因此，不同的鎂電解技術(shù)在國內不同企業(yè)得到了引進(jìn)和實(shí)施。本文首先論述了鎂電解在海綿鈦生產(chǎn)工藝中的重要性，進(jìn)而以國內引進(jìn)的幾種鎂電解槽技術(shù)在相關(guān)企業(yè)的實(shí)際應用情況為依據，結合每種槽型技術(shù)的設計指標進(jìn)行了詳細的對比和分析，著(zhù)重闡述了多極槽技術(shù)原理及其先進(jìn)性，總結歸納了多極槽取得良好經(jīng)濟技術(shù)指標的主要影響因素并對其進(jìn)行了經(jīng)濟分析，為我國今后鎂電解技術(shù)的選擇明確了方向。 1 鎂電解在海綿鈦生產(chǎn)工藝中的重要性 我國鎂電解技術(shù)的開(kāi)發(fā)與工業(yè)應用起步較晚，技術(shù)來(lái)源和技術(shù)依托為前蘇聯(lián)。由前蘇聯(lián)援建中國的156個(gè)項目之一的原有隔板鎂電解槽技術(shù)之后，于80年代末撫順?shù)X廠(chǎng)花巨資引進(jìn)了前蘇聯(lián)的105KA大型無(wú)隔板鎂電解槽技術(shù)并進(jìn)行了推廣，至今國內有的企業(yè)仍采用該技術(shù)配套海綿鈦生產(chǎn)。當前，全球海綿鈦生產(chǎn)工藝均采用克勞爾法即鎂熱還原法(見(jiàn)圖1)，鎂電解工序是實(shí)現海綿鈦全流程中氯-鎂循環(huán)的關(guān)鍵(噸海綿鈦消耗金屬鎂1.05～1.15噸、氯氣4.6～5.2噸)，且電解金屬鎂經(jīng)濟技術(shù)指標與電解氯氣濃度對海綿