GB 51326-2018 钛冶炼厂工艺设计标准.pdf
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以含铁、钛、钒为主的磁铁矿
carbon ratio
医院建设标准foaming slag
然渣熔炼过程中浮在熔体上部的泡沫状的混合物。
指经还原蒸馏产生的坨状海
spongetitanium lump
titanium rich charge
指以富钛料（或钛精矿）为原料生产海绵钛的企业，生产工序 含（富钛料生产）四氯化钛生产、海绵钛生产、氯化镁电解、海绵钛 破碎包装等主要工艺工序的钛治炼企业
3.1.1钛精矿应符合现行行业标准《钛精矿（岩矿）》YB/T4031 的有关规定。
3.1.3高钛渣应符合现行行业标准《高钛渣》YS/T298的
3.1.4酸溶性渣应符合现行行业标准《酸溶性钛渣》YB/T5285 的有关规定
3.1.5人造金红石应符合现行行业标准《人造金红石》YS/T299 的有关规定。
3.1.7石油焦应符合现行行业标准《石油焦（生焦）》NB/S 0527的有关规定。
3.1.8兰炭应符合现行国家标准《兰炭产品品种及等级划分》 GB/T25212的有关规定。兰炭宜选择固定碳一1级～6级，粒度 可采用兰炭末。
3.1.8兰炭应符合现行国家标准《兰炭产品品种及等级划分》
3.1.9无烟煤宜选择低硫、低灰分水洗无烟煤。无烟煤成分应符
3.1.9无烟煤宜选择低硫、低灰分水洗无烟煤。无烟煤成分应符 合表3.1.9的规定。
表3.1.9 无烟煤成分（%）
注：粒度宜为1mm~100mm。
3.1.10冶金焦炭应符合现行国家标准《冶金焦炭》GB/T1996 的有关规定。
3.1.18铜丝应符合现行国家标准《铜及铜合金线材》GB/T 21652的有关规定，
3.2.1多 氮气应符合现行国家标准《工业氮》GB/T3864的有关 规定。 3.2.2 氧气应符合现行国家标准《工业氧》GB/T3863的有关 规定。 3.2.3 氩气应符合现行国家标准《氩》GB/T4842的有关规定。 3.2.4 电极糊应符合现行行业标准《电极糊》YB/T5215的有关 规定。 3.2.5 炭电极应符合现行行业标准《炭电极》YB/T4226的有关 规定。 3.2.6 石墨电极应符合现行行业标准《石墨电极》YB/T4088的 有关规定。
.2.6石墨电极应符合现行行业标准《石墨电极》YB/T408 有关规定。
3.2.7氯化钠应符合现行国家标准《工业盐》GB/T5462的有关 规定，水分宜小于0.5%。 3.2.8氢氧化钠应符合现行国家标准《工业用氢氧化钠》GB209 的有关规定。
规定，水分宜小于0.5%
定，质量满足I类合格品要求，水分应小于0.5%。
3.2.13氯化钙应符合现行国家标准《工业氯化钙》GB/T
3.2.14氯化锂应符合现行国家标准《无水氯化锂》GB/T10575
3.2.15氯化锁应符合现行国家标准《工业氯化锁》GB/T
的有关规定，质量满足1类一等品要求，水分应小于0.5%。
4.1.1钛渣生产原料准备可选择粉矿直接入炉、预氧化、预热、预 还原和造粒工艺。钛渣生产原料准备工艺选择应根据钛矿的物 相、成分、粒度和电炉熔炼方式确定
4.1.2原料的储量应根据原料产地到钛冶炼厂之间的距离、运输
方式、运输条件、供货方式和生产规模确定。辅助材料的储量可根 据供货批量确定。原料采用海运方式，贮存和堆存量应满足一批 运输船舶的装料量。
4.1.3原料库中的各类物料应分区贮存和装卸，各种物
.1.3原料库中的各类物料应分区贮存和装卸，各种物料装 应交叉作业。
还原剂的粒度应根据熔炼方式和钛矿粒度确定，宜直接外 各粒度的还原剂
4.1.4还原剂的粒度应根据熔炼方式和钛矿粒度确定，
4.1.5钛精矿与还原剂的配料
量、熔炼过程中的还原程度及还原剂中的固定碳含量、过碳系数、 生铁中的含碳量和飞扬损失因素计算确定。密闭电炉过碳系数宜 取1.05~1.10
4.1.6 钛精矿与还原剂应设混料设施，宜设置于炉。 4.1.7 密闭电炉熔炼钛渣炉的混合物料的含水率应小于 0.5%。
4.2.1钛渣产品品质根据钛矿成分中非铁杂质的含量确定，岩矿 宜生产酸溶性钛渣，砂矿宜生产高钛渣。
宜生产酸溶性钛渣，砂矿宜生产高钛渣。
电炉的容量应根据所产钛渣的质量和产量确定。交流钛渣电炉变 压器容量选择应大于12500kV·A，直流钛渣电炉功率应大 于9000kW
4.2.3钛渣电炉的结构分为圆形和矩形密闭和半密闭形式，电
炉的结构应采用密闭形式。钛渣电炉容量与供电方式、结构形式 设计应符合下列规定： 1交流电炉变压器容量大于12500kV·A时，应采用单相 供电方式。 2交流电炉变压器容量小于40000kV·A时，宜采用圆形 结构；交流电炉容量大于40000kV·A时，宜采用矩形结构。 3交流电炉变压器总容量宜小于105000kV·A。 4直流电炉功率宜小于400000kW。 4.2.4交流钛渣电炉变压器容量的选择，可按下式计算：
4.2.5直流钛渣电炉功率的选择，可按下
式中：P 电炉功率（kW）； G 钛渣的年产量（t）； 炉前钛渣单位电耗（kW·h/t）；
电炉年工作时间（h）； 直流电炉运行率，取值范围应为0.85～0.88。
4.2.8钛渣电炉的电极压放宜采用液压传动方式，并应
4.2.9钛渣电炉烟罩、电极夹套和导电铜瓦应设置水冷
冷系统进出水管应集中布置，并应设置水温、流量显示和报警 设施。
4.2.10钛渣电炉炉底应设置通风冷却装置，炉底、炉墙
4.2.11钛渣电炉炉罩、烟道应设置压力测量装置和防爆设施，
留铁操作方式的电炉应设置开、堵炉口装置。出炉口周围应设置 隔热、防飞溅防护设施
4.2.14高温钛渣应设置自然冷却区域，自然冷却与喷雾冷却应 分开设置。
.2.14高温钛渣应设置自然冷却区域，自然冷却与喷雾冷
15出炉的熔融钛渣和生铁严禁采用直接浇水冷却方式
.2.16严禁雨水、地面水、地下水进入熔炼、浇铸厂房内。 主电炉周围、熔炼、铸锭、翻包高温作业区域设置集水坑、水槽 k点。
.2.17 钛渣和生铁拾包的天小和数量应根据出炉量与冷却 角定，
4.2.18钛渣密闭电炉气室应按正压操作方式设计，同时应设置 氮气吹扫系统。
电炉的烟气净化系统分设
.2.20密闭电炉进料系统、电极更换、操作区域、控制区域 置一氧化碳检测报警设施
置一氧化碳检测报警设施。
4.2.21钛渣熔炼车间内的起吊设施应满足起吊熔融钛渣和生铁 的安全要求。起重机应符合现行行业标准《治金起重机技术条件 第5部分：铸造起重机》JB/T7688.5的有关规定。
程》AQ2024和《铁合金工艺及设备设计规范》GB50735的有关规 定。
4.3.1 钛渣破碎宜选择粗、中、细三级破碎，破碎机的性能应根据 产品粒度要求确定。 4.3.2 每级破碎应设置磁选分离装置，磁性物料应设置回收 设施。
4.3.1钛渣破碎宜选择粗、中、细三级破碎，破碎机的性能应根据
4.3.3破碎、筛分、干燥工序及其转运应设置收尘、减振和消音设 施，收集的粉尘应回收利用。
渣》YS/T298的有关规定。酸溶性钛渣应符合现行行业标准《酸 溶性钛渣》YB/T5285的有关规定。
4.4电炉烟气净化与回收利用
4.4.1钛渣电炉应设置烟气净化处理设施。处理后排放的烟气 应符合现行国家标准《镁、钛工业污染物排放标准》GB25468的相 关规定
1 关规定。 4.4.2电炉烟气的净化方法宜采用干法或半湿法处理工艺，应采 用两级以上净化方式。烟气的净化方式处理工艺宜采用冷却 重力除尘—过滤处理工艺或冷却—重力除尘一洗涤处理 工艺。
4.4.2电炉烟气的净化方法宜采用干法或半湿法处理工
用两级以上净化方式。烟气的净化方式处理工艺宜采用冷却 重力除尘—过滤处理工艺或冷却—重力除尘一洗涤处理 工艺。
4.4.3电炉烟气的潜热和电炉煤气应回收利用
4.4.4烟道应设置温度、一氧化碳、氢含量检测和风量训
4.4.5大型密闭电炉煤气系统应设置煤气柜。煤气回收系统应
置一氧化碳在线检测装置。煤气柜的设计应符合现行国家标准 《工业企业干式煤气柜安全技术规范》GB51066的有关规定。 4.4.6电炉煤气回收利用系统的设计应符合现行国家标准《工业 企业煤气安全规程》GB6222和《发生炉煤气站设计规范》GB 50195的相关规定。
设置一氧化碳在线检测装置。煤气柜的设计应符合现行 《工业企业干式煤气柜安全技术规范》GB51066的有关
4.4.6电炉煤气回收利用系统的设计应符合现行国家机
4.5.1钛渣熔炼出炉生铁应利用余热进行深加工处理。
4.5.1钅 钛渣熔炼出炉生铁应利用余热进行深加工处理。 4.5.2生铁处理与钛渣冷却应分区设置。生铁深加工区域宜就 近布置。
4.5.3生铁处理区域的设计应符合现行行业标准《炼钢安全
程》AQ2001的有关规定
》AQ2001的有关规定
5.1.1四氯化钛生产采用的还原剂和富钛料含水量高于0.5% 时应设置干燥设施。
：3四氯熟化钛生产系统建筑物直用敬升式厂房，氯化工
5.1.5生产与卫生排气应分开设置处理系统。氯化和精制可共
5.1.6四氯化钛生产系统内设备、构筑物、地面和地沟表面应进
5.1.7四氯化钛生产系统内应根据设备的维修情况设置起吊装
.1.10四氯化钛系统应设置事故倒运储槽，容量应满足系
5.1.13四氯化钛生产现场应设置存放应急用石灰
5.1.16粗四氯化钛生产与精四氯化钛的压力平衡系统应
。1.17氯化工序应备用一台氯化炉和一套收尘装置，或备 套氯化系统。
5.1.19粗四氯化钛贮存隔离气体宜采用氮气，精四氯化钛贮存 隔离气体应采用氩气。
5.2.1氯化工艺有熔盐氯化和沸腾氯化两种，氯化工艺应符合下 列规定： 1富钛料中二氧化钛含量大于86%，钙、镁氧化物总量低于 2%时，宜采用沸腾氯化工艺；二氧化钛含量大于74%，钙、镁氧化 物总量大于2%时，宜采用熔盐氯化工艺。 2富钛料中二氧化钛物相结构为金红石型，不应选择熔盐氯 化工艺。
5.2.2氯化炉生产能力计算应符合下列规定：
1沸腾氯化炉设计生产能力应按下式计算
D"uY Q=3600×元 4
0 氯气利用系数，一般取0.92~0.99； 9 生产每吨四氯化钛原料中杂质消耗的氯量（kg/t）； 一氯化温度下的氯气密度（kg/m）。 2 熔盐氯化炉的设计生产能力应按下式计算：
式中：Q 熔盐氯化炉的生产能力（t/d）； 熔盐氯化炉有效熔盐体积（m）： 每天每立方米熔盐生产的四氯化钛量[t/（d·m），一般 取4.0~5.5； 7一 氯气利用系数，一般取0.92~0.99； 生产波动系数，它与盐面的高度、供氯稳定程度、氯气 浓度的波动、排盐次数和排盐量等因素有关，一般取 0.95~0.99。 5.2.3返回氯气，补充氯气、氮气、氧气应设置缓冲稳压装置。氯 气缓冲罐底部应设排污口和加热装置。 5.2.4大中型氯化炉宜设置两台加料系统，互为备用。正压操作 并采用机械加料装置时，应设置氮气密封装置，材质应满足耐磨和 耐腐蚀的要求。 5.2.5沸腾氯化炉的内部结构应根据工艺操作方式确定。采用
微正压或负压操作方式的炉型，炉内反应段的结构形式宜选择倒 台形；采用正压操作方式的炉型，炉内反应段的结构形式宜采用 圆柱形；内部尺寸应根据计算确定。炉衬材质应满足耐高温、耐磨 和耐腐蚀的要求
5.2.6氯化炉配套设施应包含下列部
1沸腾氯化炉，包括测温、测压、泥浆返回、加料、散热、氯气 分布、排渣、防爆设施； 2熔盐氯化炉，包括测温、测压、泥浆返回、加料、加盐、通氯 管、加热、上下排盐、防爆设施 5.2.7沸腾氯化炉宜设置通氧气通氮气的辅助控温设施
5.2.7沸腾氯化炉宜设置通氧气、通氮气的辅助控温设
洗强度确定。淋洗级数不应少于三级，前两级宜采用水冷换我 后一级应采用低温介质换热。
5.2.12淋洗塔的循环槽应分别设置。每台淋洗塔宜分别设置一
5.2.13四氯化钛淋洗塔的设计应选取空塔喷淋结构。
5.2.13四氯化钛淋洗塔的设计应选取空塔喷淋结构。塔内应设 置1级～2级喷头，两级喷头间距应根据喷淋压力和结构形式确 定，不宜小于3m。
.2.14淋洗冷凝后的尾气应设置汽液分离装置，分离设备
设置通针和接人压缩空气，压缩空气的阀门应与炉前氯气压力 连锁。
艺。采用铝粉除钒的工艺，宜单独设置低价钛制备装置。 5.3.3蒸馏塔、精馏塔应设置测温装置、测压装置、回流口和回流 调节装置
5.3.5精馏塔顶四氯化钛气体冷凝应设两级冷凝装置，第一级可
5.3.5精馏塔顶四氯化钛气体冷凝应设两级冷凝装置，第一级可
用空气或循环水作为换热介质，第二级宜采用循环水或低温水作 为换热介质
5.3.6含钒的高沸点物、低沸点物的中间贮存宜分开设置，低沸 点物应返回氯化工序，含钒高沸点物的处理可采用于蒸法，也可返 可氯化工序。采用干蒸法时，蒸出的混合气体应采用强制冷凝回 收四氯化钛。
5.4四氯化钛贮存与输送
。4.1四氯化钛储罐宜露天布置，储罐顶部应设置维修护栏 月设施。
5.4.2四氯化钛的贮存量应根据生产规模和保证生产
5.4.3粗四氯化钛储罐和事故槽均应设置搅拌设施，粗四氯化钛
5.4.4四氯化钛储罐宜选用立式结构，四氯化钛输送泵应一开 备设置。
5.4.4四氯化钛储罐宜选用立式结构，四氯化钛输送泵应一开
5.5.1四氯化钛生产尾气处理应采用三级以上的吸收洗涤处理， 先采用水洗回收盐酸，再采用碱洗确保达标排放。洗涤级数应根 据尾气量、游离氯残余量、氯化氢含量、洗涤装置结构形式和洗涤 效率确定。水洗和碱洗应设置换热设施。
5.5.3尾气洗涤系统应设置碱液高位槽，其容量应满足事故状态 下的废气洗涤用量。
5.5.3尾气洗涤系统应设置碱液高位槽，其容量应满足事故状态
的有关规定。排放烟应设置氯气、氯化氢含量在线检测装置
5.6.1液氯贮存、运输和输送应符合国家现行标准《工业用液氯》 GB5138和《液氯使用安全技术要求》AQ3014的有关规定。 5.6.2液氯贮存与蒸发应设置在厂区的下风区域，应设置围墙。 5.6.3液氯储库应独立设置液氯装卸、液氯贮存、液氯蒸发和废 气及事故处理装置。
5.6.4液氯贮存应符合下列规定：
1液氯储罐应设置安全阀、现场压力表、液位计、温度计、称 重传感器，应将信号传至控制系统进行显示、记录、报警并有趋势 记录，控制阀应在操作室内控制系统进行操作。 2液氯贮存区应设置固定式氯气检测报警仪。氯气检测报 警仪设置应符合现行国家标准《石油化工可燃气体和有毒气体检 测报警设计规范》GB50493的有关规定。氯气检测报警仪宜选用 表头显示。 3液氯储罐输人、输出管线上应分别设置手动和自动切 断阀。 4应设置一台空液氯储罐作为事故备用罐。 5液氯储罐贮存量不应超过储罐容量的80% 6在液氯储罐厂房外应设置碱喷淋装置或水幕墙等应急防 护设施，碱喷淋装置和水幕墙所在的地面应设置液体回收沟或池 7液氯钢瓶存放区域应设置液氯钢瓶泄漏紧急处理碱液池 或抽空房；碱液池放入碱液或石灰乳液，碱液池中的碱量应大于理 论消耗量的1.5倍。
.6.5液氯蒸发应符合下列规
1采用钢瓶供氯时，钢瓶称重应采用自动称重仪； 2 汽化管道与氯气缓冲罐之间应设置自动切断阀： 3采用液氯钢瓶直接供气，水浴加热温度应低于40℃； 4采用盘管式或套管式气化器的液氯气化工艺，液氯汽化温
5蒸发器应设置备用设备和安全设施： 6 液氯蒸发和氯气缓冲罐底部应设置三氯化氮排放口。 5.6.6液氯贮存和液氯蒸发应设置事故氯气处理系统，应具备处 理30min满负荷运行产出氯气的能力。 5.6.7在液氯贮存、液氯蒸发厂房内靠下部应安装抽吸装置，应 司时设置可移动塑料弹性软管。软管的长度、直径大小和数量应 根据可能泄漏的氯气量和泄漏点位置确定。抽吸装置应接至事故 氯气处理系统中
门时设置可移动塑料弹性软管。软管的长度、直径大小和数 据可能泄漏的氯气量和泄漏点位置确定。抽吸装置应接至 瓦气处理系统中
5.6.8厂房应符合下列规定
1液氯储罐罐区、液氯钢瓶仓库、汽化宜采用密闭厂房： 2液氯储罐应设置围堰，液氯储罐罐区围堰应满足现行国家 标准《储罐区防火堤设计规范》GB50351的有关规定； 3建筑物应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。 5.6.9液氯装卸应使用燥压缩空气。产生的废气应设排入生 产供气系统或事故氯气处理系统的管线。 5.6.10液氯钢瓶的存放应符合现行国家标准《氯气安全规程》 GB11984的有关规定。 5.6.11液氯瓶吊运应采用双梁起重装置，应按液氯重瓶单瓶总 重量的一倍以上选择额定起重量。 5.6.12连接储槽、蒸发器、缓冲罐等贮存量较大和频繁操作的管 道阀门应设置双阀。液氯和氯气阀门应选择氯气专用阀门。 5.6.13氯气系统的安全阀放空管线应引入事故氯气处理系统。 5.6.14液氯储库的液氯管道应采取保温措施。当环境温度小于 或等手气氯在标准状况下的液化温度时，气氯输送管道应采取保 温措施。
5.6.11液氯瓶吊运应采用双梁起重装置，应按液氯重瓶单瓶忌 重量的一倍以上选择额定起重量。 5.6.12连接储槽、蒸发器、缓冲罐等贮存量较大和频繁操作的管 道阀门应设置双阀。液氯和氯气阀门应选择氯气专用阀门。 5.6.13氯气系统的安全阀放空管线应引入事故氯气处理系统。 5.6.14液氯储库的液氯管道应采取保温措施。当环境温度小于 或等手气氯在标准状况下的液化温度时，气氯输送管道应采取保 温措施。
5.6.15液氯储罐罐区、液氯瓶仓库、液氯蒸发区的氯气
6.1.1海绵钛生产应选择镁还原真空蒸馏法生产工艺，还原蒸馏 生产工艺应采用联合法工艺。
6.1.3还原蒸馏车间与镁电解车间应靠近布置，并应设
熔体镁和氯化镁拾包容积。
6.1.5还原蒸留车间内的起吊设施应满足起吊熔融金属镁和氯 化镁的安全要求。起重机应符合现行行业标准《治金起重机技术 条件第5部分：铸造起重机》JB/T7688.5的有关规定。
灌溉水质标准·· Y优沃民 HT 生产能力累计确定。一台套还原蒸馏联合炉的设计产能可按下式 进行计算。
式中：Q1 台套还原蒸馏联合炉的设计产能Lt/（炉·a）： W 还原蒸馏联合炉的产能（t/炉）： 71 金属实收率（%）； 72 产品合格率（%）； 73 炉子年利用率（%）； ti 占炉周期(h）； t2 年自然小时数（h/a）。
蒸馏系统的加料计量装置宜设置两套，一套质量流量计和一套体 积流量计。
里设施宜配置在主厂房外。净化处理应采用二级洗涤工程施工数据，一级 一级碱洗。
示高、吊具长度、吊钩上限位置来确定。起重机额定起重量选
按生产中组装反应器和最大反应物料量来确定。厂房内应配置两 台以上的起重设备。
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