3还原后期 到反应后期,还原过程进入衰减期,反应生成的 海绵钛占据了反应器的大部份容积,液镁的自由表面 消失,剩余的液镁已全部被海绵钛毛细孔所吸收。 还原后期有气(TiC4)—气(Mg)间的反应。当 镁量不足,镁的扩散速度小于TiCl4的加料速度时,则 可生成TC3和TCl2。为了使还原后期的反应能顺利进 行,还原后期应逐渐减慢TCl4的加料速度。 当镁的利用率达到65~70%左右时,不仅反应速 度缓慢,而且生成物中TCl3和TCl2量也增加。因此 还原反应后期不能拖延时间,要适时结束还原过程。 16
3.还原后期 到反应后期，还原过程进入衰减期，反应生成的 海绵钛占据了反应器的大部份容积，液镁的自由表面 消失，剩余的液镁已全部被海绵钛毛细孔所吸收。 还原后期有气（TiCl4）—气（Mg）间的反应。当 镁量不足，镁的扩散速度小于TiCl4的加料速度时，则 可生成TiCl3和TiCl2。为了使还原后期的反应能顺利进 行，还原后期应逐渐减慢TiCl4的加料速度。 当镁的利用率达到65～70％左右时，不仅反应速 度缓慢，而且生成物中TiCl3和TiCl2量也增加。因此， 还原反应后期不能拖延时间，要适时结束还原过程。 16
6.1.3还原过程动力学分析 1.加料速度 ◇在还原初期,反应产物海绵钛未形成或形成量很 少时反应速度慢,反应也不稳定,故加料速度不能太 大,应逐渐增加。 ◇在稳定阶段压力稳定,反应速度也大,加料速度 逐渐提高到允许的最大值。这阶段应作到均匀加料 不然将影响产品质量。这阶段反应速度大,放热量也 很大,反应器内温度会猛增,故这阶段加快反应区域 的散热是保证反应速度即加料速度稳定必不可少的措 施 ◇随着反应的进行,镁量逐渐减少,镁的扩散速度 受到限制,反应速度降低,逐渐进入不稳定阶段。此 时压力波动较大,加料速度就应逐渐减少,否则压力 增大,生成低价物ICl3、TCl2量也增加
6.1.3 还原过程动力学分析 1. 加料速度 在还原初期，反应产物海绵钛未形成或形成量很 少时反应速度慢，反应也不稳定，故加料速度不能太 大，应逐渐增加。 在稳定阶段压力稳定，反应速度也大，加料速度 逐渐提高到允许的最大值。这阶段应作到均匀加料， 不然将影响产品质量。这阶段反应速度大，放热量也 很大，反应器内温度会猛增，故这阶段加快反应区域 的散热是保证反应速度即加料速度稳定必不可少的措 施。 随着反应的进行，镁量逐渐减少，镁的扩散速度 受到限制，反应速度降低，逐渐进入不稳定阶段。此 时压力波动较大，加料速度就应逐渐减少，否则压力 增大，生成低价物TiCl3、TiCl2量也增加。 17
2.反应温度 ◇提高温度能使反应速率迅速增加。而且在 高温反应过程中,伴随释放的反应热,使自 加热产生自加速。 ◇同时,提高反应温度还能明显改变体系内 各组成的性质。当温度高于720℃后,Mg和 MgC2均呈液态,流动性良好,且温度越高熔 体粘度越小,流动性也越好,扩散阻力也小 ,更有利于Mg的扩散和MgC2的迁移,即对还 原反应越有利。 18
2.反应温度 提高温度能使反应速率迅速增加。而且在 高温反应过程中，伴随释放的反应热，使自 加热产生自加速。 同时，提高反应温度还能明显改变体系内 各组成的性质。当温度高于720℃后，Mg和 MgCl2均呈液态，流动性良好，且温度越高熔 体粘度越小，流动性也越好，扩散阻力也小 ，更有利于Mg的扩散和MgCl2的迁移，即对还 原反应越有利。 18
3.反应压力 ◆1000C以下时,钛的分压很小,故反应器内总压力 可表示为为 it Tick t liCh + p TiCh Mg ◇在正常反应过程中压力的增高,主要是由于反应器容积 逐渐减小,氩气分压的增加而造成。氩气分压太高会降低反 应速度,此时,在操作中应放气以排出多余氩气。 另外,加料不均匀,或加料速度太大,单纯由于反应物 TiCl4过剩也会造成压力增加,这时应调整加料速度。尤其反 应后期,液镁扩散阻力加大,造成反应速度减慢,应降低 ICL4加料速度 19
3.反应压力 1000℃以下时，钛的分压很小，故反应器内总压力 可表示为为： 在正常反应过程中压力的增高，主要是由于反应器容积 逐渐减小，氩气分压的增加而造成。氩气分压太高会降低反 应速度，此时，在操作中应放气以排出多余氩气。 另外，加料不均匀，或加料速度太大，单纯由于反应物 TiCl4过剩也会造成压力增加，这时应调整加料速度。尤其反 应后期，液镁扩散阻力加大，造成反应速度减慢，应降低 TiCl4加料速度。 19
4液面高低 ◆在还原过程中,随着TCl4的加入,反应器 内的Mg逐渐消耗而累积起来大量MgCl2 ◆逐渐累积起来的MgC2占据了反应器的工 作容积,当MgCl2的液面高于海绵钛高度,将 对反应过程起阻滞作用。 ◆为使TC4能与熔融金属镁起反应和有效的 利用反应器容积,可在还原过程中定期排放 MgCl2(放盐)
4.液面高低 在还原过程中，随着TiCl4的加入，反应器 内的Mg逐渐消耗而累积起来大量MgCl2。 逐渐累积起来的MgCl2占据了反应器的工 作容积，当MgCl2的液面高于海绵钛高度，将 对反应过程起阻滞作用。 为使TiCl4能与熔融金属镁起反应和有效的 利用反应器容积，可在还原过程中定期排放 MgCl2（放盐）。 20