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    第11楼2009/11/10

    工业上制金属钛采用金属热还原法还原四氯化钛。将TiO2(或天然的金红石)和炭粉混合加热至1000~1100K,进行氯化处理,并使生成的TiCl4,蒸气冷凝。
      TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO-
      在1070K 用熔融的镁在氩气中还原TiCl4可得多孔的海绵钛:
      TiCl4+2Mg=2MgC12+Ti
      这种海绵钛经过粉碎、放入真空电弧炉里熔炼,最后制成各种钛材。
      也可以通过反应:Ti+2I2=TiI4
      得到的TiI4经过高温(1250摄氏度左右)情况下分解:
      TiI4=Ti+2I2
      由此得到纯钛棒。
      钛及钛合金的特性、用途
      纯钛是银白色的金属,它具有许多优良性能。钛的密度为4.54g/cm3,比钢轻43% ,比久负盛名的轻金属镁稍重一些。机械强度却与钢相差不多,比铝大两倍,比镁大五倍。钛耐高温,熔点1942K,比黄金高近1000K ,比钢高近500K。
      钛属于化学性质比较活泼的金属。加热时能与O2、N2、H2、S和卤素等非金属作用。但在常温下,钛表面易生成一层极薄的致密的氧化物保护膜,可以抵抗强酸甚至王水的作用,表现出强的抗腐蚀性。因此,一般金属在酸、碱、盐的溶液中变得千疮百孔而钛却安然无恙。
      液态钛几乎能溶解所有的金属,因此可以和多种金属形成合金。钛加入钢中制得的钛钢坚韧而富有弹性。钛与金属Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金属间化合物。
      钛合金制成飞机比其它金属制成同样重的飞机多载旅客100多人。制成的潜艇,既能抗海水腐蚀,又能抗深层压力,其下潜深度比不锈钢潜艇增加80% 。同时,钛无磁性,不会被水雷发现,具有很好的反监护作用。
      钛具有“亲生物“’性。在人体内,能抵抗分泌物的腐蚀且无毒,对任何杀菌方法都适应。因此被广泛用于制医疗器械,制人造髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨,主动心瓣、骨骼固定夹。当新的肌肉纤维环包在这些“钛骨”上时,这些钛骨就开始维系着人体的正常活动。
      钛在人体中分布广泛,正常人体中的含量为每70kg体重不超过15mg,其作用尚不清楚。但钛能刺激吞噬细胞,使免疫力增强这一作用已被证实。

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    第12楼2009/11/10




    钛的化合物及用途
      重要的钛化合物有:二氧化钛(TiO2)、四氯化钛(TiCl4)、偏钛酸钡(BaTiO3)。
      纯净的二氧化钛是白色粉末,是优良的白色颜料,商品名称“钛白”。它兼有铅白(PbCO3)的遮盖性能和锌白(ZnO)的持久性能。因此,人们常把钛白加在油漆中,制成高级白色油漆;在造纸工业中作为填充剂加在纸桨中;纺织工业
      中作为人造纤维的消光剂;在玻璃、陶瓷、搪瓷工业上作为添加剂,改善其性能;在许多化学反应中用作催化剂。在化学工业日益发展的今天,二氧化钛及钛系化合物作为精细化工产品,有着很高的附加价值,前景十分诱人。
      四氯化钛是一种无色液体;熔点250K、沸点409K,有制激性气味。它在水中或潮湿的空气中都极易水解,冒出大量的白烟。
      TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl
      因此TiCl4在军事上作为人造烟雾剂,犹其是用在海洋战争中。在农业上,人们用TiCl4形成的浓雾地面,减少夜间地面热量的散失,保护蔬菜和农作物不受严寒、霜冻的危害。
      将TiO2和BaCO3一起熔融制得偏钛酸钡:
      TiO2+BaCO3 == BaTiO3十CO2-
      人工制得的BaTiO3具有高的介电常数,由它制成的电容器有较大的容量,更重要的是BaTiO3具有显著的“压电性能”,其晶体受压会产生电流,一通电,又会改变形状。人们把它置于超声波中,它受压便产生电流,通过测量电流强弱可测出超声波强弱。几乎所有的超声波仪器中都要用到它。随着钛酸盐的开发利用,它愈来愈广泛地用来制造非线性元件、介质放大器、电子计算机记忆元件、微型电容器、电镀材料、航空材料、强磁、半导体材料、光学仪器、试剂等。
      钛、钛合金及钛化合物的优良性能促使人类迫切需要它们。然而,生产成本之高,使应用受到限制。我们相信在不久的将来,随着钛的冶炼技术不断改进和提高,钛、钛合金及钛的化合物的应用将会得到更大的发展。
      钛产品:
      钛及钛合金是极其重要的轻质结构材料,在航空、航天、车辆工程、生物医学工程等领域具有非常重要的应用价值和广阔的应用前景。 
      类型:典化钛,工业纯钛, α 型钛, β 型钛, α +β型钛

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    第13楼2009/11/10

    主 要 特 性
      工业纯钛:工业纯钛的杂质含量较化学纯钛要多,因此其强度、硬度也稍高,其力学性能及化学性能与不锈钢相近,比起钛合金纯钛强度较好,在抗氧化性方面优于奥氏体不锈钢,但耐热性较差,TA1、TA2、TA3依次杂质含量增高,机械强度、硬度依次增强,但塑性韧性依次下降。
      β 型钛:β型钛合金属可热处理强化,合金强度高、焊接性、压力加工性良好,但性能不稳定,且熔炼工艺复杂。
      A、β钛板:0.5-4.0mm
      B、眼镜板(纯钛):0.8-8.0mm
      C、标板(纯钛):1 x 2m 厚度:0.5-20mm
      D、电镀及其它行业用板(纯钛):0.1-50mm
      用途:电子、化工、钟表、眼镜、首饰、体育用品、机械设备、电镀设备、环保设备、高尔夫球及精密加工等行业。
      
      钛管规格:φ6-φ120mm 壁厚:0.3-3.0mm
      钛管用途:环保设备、冷却管、钛发热管、电镀设备、戒指及各种精密电器用管等行业。
      
      A、β钛丝规格:φ0.8-φ6.0mm
      B、眼镜钛丝规格:φ1.0-φ6.0mm专用钛丝
      C、钛丝规格:φ0.2-φ8.0mm挂具专用
      钛丝用途:军工、医用、体育用品、眼镜、耳环、头饰、电镀挂具、焊丝等行业。
      A、方棒规格:方条:8-12mm
      B、磨光圆棒:φ4-φ60mm
      C、毛棒、黑皮棒:φ6-φ120mm
      钛棒用途:主要用于机械设备、电镀设备、医用、各种精密机件等行业。
      【钛】
      ·基本信息库
      中文名称:金属钛
      英文名称:titanium
      别名:钛粉;海绵钛粉
      CAS No.:7440-32-6
      分子式:Ti
      分子量:47.90
      危险标记: 8(易燃固体)
      包装类别:O52
      包装方法:螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶(罐)外普通木箱;螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶(罐)外满底板花格箱、纤维板箱或胶合板箱。
      理化性质库
      主要成分:纯品
      外观与性状:钛为银白色,粉末为深灰色或黑色发亮的无定形粉末,或硬的钢色立方结晶。
      熔点(℃):1720
      沸点(℃):3530
      相对密度(水=1):4.5

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    第14楼2009/11/10

    稳定性和反应活性:稳定
      危险特性:金属钛粉尘具有爆炸性,遇热、明火或发生化学反应会燃烧爆炸。其粉体化学活性很高, 在空气中能自燃。金属钛不仅能在空气中燃烧, 也能在二氧化碳或氮气中燃烧。高温时易与卤素、氧、硫、氮化合。
      溶解性:不溶于水,溶于氢氟酸、硝酸、浓硫酸。
      禁配物:氧、卤素、铝、强酸、强氧化剂、二氧化碳。
      应急处置库
      皮肤接触:脱去污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。
      眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
      吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
      食入:饮足量温水,催吐。就医。
      呼吸系统防护:可能接触其粉尘时,必须佩戴自吸过滤式防尘口罩。
      眼睛防护:戴安全防护眼镜。
      身体防护:穿透气型防毒服。
      手防护:戴防毒物渗透手套。
      其他防护:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。
      泄漏应急处理:隔离泄漏污染区,限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏:避免扬尘,用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。转移回收。大量泄漏:用塑料布、帆布覆盖。使用无火花工具转移回收。
      有害燃烧产物:氧化钛。
      灭火方法:采用干粉、干砂灭火。严禁用水、泡沫、二氧化碳扑救。高热或剧烈燃烧时,用水扑救可能会引起爆炸。
      管理信息库
      操作的管理:密闭操作,局部排风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴安全防护眼镜,穿透气型防毒服,戴防毒物渗透手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免产生粉尘。避免与氧化剂、酸类、卤素接触。在氩气中操作处置。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

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    第15楼2009/11/10

    储存的管理:为安全起见,储存时常以不少于25%的水润湿、钝化。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过30℃,相对湿度不超过80%。保持容器密封,严禁与空气接触。应与氧化剂、酸类、卤素等分开存放,切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
      运输的管理:运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。装运本品的车辆排气管须有阻火装置。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂、酸类、卤素、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋,防高温。中途停留时应远离火种、热源。车辆运输完毕应进行彻底清扫。铁路运输时要禁止溜放。
      废弃的管理: 恢复材料的原状态,以便重新使用。
      毒理学资料库
      急性毒性:金属钛、氧化钛和碳化钛属低毒类。大鼠一次气管内注入20-50mg二氧化钛和兔注入400 mg后肺部无特异反应。
      亚急性和慢性毒性:大鼠气管内注入氢化钛后6和12个月,只见肺纤维化效应。 大鼠吸入二氧化钛尘每天4次,每周5 d,历时13个月,停止吸入后7个月,肺无任何病理反应;但豚鼠反复吸入二氧化钛观察到纤维化效应和嗜酸性自细胞浸润。气管内注入金属钛无肺纤维化发生。大鼠气管内一次注入氢化钛、碳化钛、硼化钛和一氮化钛后观察到肺部轻度纤维化。大鼠吸入氢化钛16个月亦见轻度纤维化。
      代谢:人体一般饮食中每日约摄入300μg钛,大部分从粪排出,其中约3%吸收入血液。进入体内的钛蓄积于脾、肾上腺、横纹肌、肺、皮肤及肝脏等部位。吸收入体内的钛主要由尿排出。正常人血浆中钛浓度约3μg/dl,尿钛浓度为10μg/L左右。
      中毒机理:金属钛,氧化钛,碳化钛(titanium carbonide)等不溶性钛毒性低,口服吸收量少,不显示毒性反应。金属钛植入机体未见有病理反应。吸入钛的不溶性化合物,未见肺部有严重损害,其致纤维化作用甚微。用含钛饮水长期饲养动物未见对生长发育有影响,也未见肿瘤发生。
      致癌性:大鼠肌肉注射溶于三辛素的钛金属粉,引起纤维肉瘤和淋巴肉瘤增加。注射有机钛,注射部位出现纤维肉瘤,发生肝细胞瘤和脾的恶性淋巴瘤。
      燃爆危险:本品易燃,具刺激性。

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    第16楼2009/11/10

    应急医疗库
      主要用途及接触机会:钛用于制造特种钢、合金、钛陶瓷及玻璃纤维。金属钛也用于飞机、导弹制造及原子反应堆。还用于生产耐火材料、焊条、建筑材料和塑料等。上述工业中可接触金属钛,二氧化钛的粉尘和烟尘。四氯化钛及其部分水解物,还常夹杂氯及其氧化物。在机械处理金属钛过程中也接触钛氧化物的烟尘。
      侵入途径: 吸入、食入。
      人体危害:吸入后对上呼吸道有刺激性,引起咳嗽、胸部紧束感或疼痛。 长期吸入TiO2粉尘的工人,肺部无任何变化。在生产钛金属过程,接触四氯化钛及其水解产物对眼和上呼吸道粘膜有刺激作用。长期作用可形成慢性支气管炎。TiO2曾用作闪光灼伤的皮肤防护剂,未见产生接触性皮炎、变态反应和经皮吸收。100℃氯氮化钛的飞溅和吸入钛酸及氯氮化钛烟引起皮肤烧伤并致疤痕形成和咽、声带、气管粘膜充血,由于形成瘢痕引起喉狭窄。眼短期接触氯氮化钛引起结膜炎和角膜炎。此外,四氯化钛吸入可引起弥散性支气管内息肉。
      处理原则:皮肤接触四氯化钛后应尽快用软纸或布擦掉,然后用水冲洗,防止四氯化钛遇水放出大量热及盐酸,加重及扩大灼伤范围。吸入四氯化钛应立即雾化吸入5%碳酸氢钠溶液,以中和四氯化钛水解产生的盐酸;吸氧、保持呼吸进通畅.安静休息,减少氧的消耗;早期给予足量糖皮质激素,并给抗生素预防继发感染及抗支气管痉挛药物、祛痰药对症治疗。严密观察,防治肺水肿。
      预防措施:接触四氯化钛及其水解产物的工种,应注意皮肤、粘膜和呼吸道的防护。产生钛及其化合物粉尘的工作地点,亦须加强防尘措施。大量微小钛粉尘可着火爆炸,因此钛的生产、浇铸、加工应有良好通风防尘设施,及应有防火防爆设备。四氯化钛生产过程应尽量密闭,防止其烟气逸出及“跑、冒、滴、漏”。加强个人防护,四氯化钛生产设备开盖、清洗、维修时应截防毒面其、防护眼镜。穿防酸防护衣帽。定期对接触四氯化钛的生产工人进行休检,有慢性呼吸道疾病患者不能从事接触四氯化钛的工作。
      钛设备制造
      1.反应釜;由于用户因生产工艺、操作条件不尽相同,夹套加热型式分为电热棒加热、蒸汽加热、导热油循环加热,轴封装置分为填料密封和机械密封,搅拌型式有锚式、浆式、锅轮式、推进式或框式。开孔数量、规格或其它要求可根据用户要求设计、制作。 2.冷凝器:我厂生产的列管冷凝器,按材质分为复合钛列管冷凝、钛列管式冷凝器和碳钢 与钛混合列管式冷凝三种,按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器, 按结构分为单管程、双管程和多管程。传热面积0.5-500m2,可根据用户不同需要定制。 3.罐:我厂设计的发酵罐为标准式罐型,这种罐型当公称容积在6M3以下时罐采用夹套式。发酵气的冷却或加热,均由夹套来完成。公称容积为6M3以上时,发酵气的冷却由立式排管来担负,在罐内排管的连接方面我们作了改进。这主要避免在罐体上多开孔,开成死角。这种连续方式在实际使用中得到满意的效果。 发酵设备罐型可分为两大类:一类是嫌气发酵的锥型(如酒精发酵),另一类是为气发酵的罐型(如标准式、伍式、自吸式等)。这类设备尤以标准式罐型使用最为普遍。我厂设计的发酵罐系列图纸资料属于标准式罐型。在设计各种规格的发酵设备时,做到设计结构严密,有足够的强度和使用寿命,力求设备内部附件少,表面光滑,注意到要有良好的气枣汽接触和汽刺固混和性能,使物质传递,气体交换有效地进行。有足够的热交换面积,以保证发酵能在最适宜的温度下进行。重视设备的密封性能以保证灭菌操作。4.冷却器:主要用途: 主要适用于制药、食品、化工等工业部门对液料的浓缩。并且亦能回收酒精和简单的回流提取。结构: 本设备主要包括浓缩罐、第一冷凝器、汽液分离器、第二冷凝器、冷却器、受液桶六个部件组成,全部有钛制造。浓缩罐为夹套结构,冷凝器为列管式,冷却器为蛇管式。

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